第十四章 導熱
第一節傅立葉定律和導熱系數
第二節導熱微分方程
第三節平壁導熱
第四節圓筒壁導熱
第一節傅里葉定律和導熱系數
一、溫度場和溫度梯度
1、溫度場:任一瞬間,在所研究空間中所有點上溫度分布的總稱,是空間坐標和時間的函數。
穩態溫度場 t=f(x,y,z)
非穩態溫度場 t=f(x,y,z,τ)
2、等溫面與等溫線:在溫度場中,將溫度相等的點連成面即為等溫面。等溫面與任一平面的交線便是等溫線。
等溫線與另一條溫度不同的等溫線不可能相交,它可以是封閉曲線或者終止于物體的界面上。
熱流線與等溫線垂直,且指向溫度降低的方向。
3、溫度梯度:在溫度場中,溫度在空間上改變的大小程度,用gradt表示。它是在等溫面法線方向n上單位長度的溫度增量,它是一個矢量, 指向溫度增大的方向。
的方向與溫度梯度方向相反
二、傅立葉定律
熱流量Q= λAgradt W
熱流密度q= λgradt W/m2
三、導熱系數
w /( m K )
導熱系數表明物體導熱能力的程度,是每單位溫度梯度所傳導的熱流密度值。
1))以物質的種類來區分,λ值的大小以金屬為大,非金屬固體次之,液體更次之,而以氣體為最小。
2) 各種物質的λ值都是溫度的函數。
3)多孔物質的λ值較小,吸水后導熱系數急劇增大。
第二節 導熱微分方程
定解條件:使微分方程獲得適合某一特定問題的解的特定條件。
初始條件:初始時刻的溫度分布,只適用于非穩態導熱。
邊界條件:導熱物體邊界上的溫度或換熱情況。
1)第一類邊界條件:給定邊界上的溫度值;
2)第二類邊界條件: 給定邊界上的熱流密度值;
3)第三類邊界條件:給定邊界上物體與周圍流體間的
換熱系數及周圍流體的溫度。
第三節 平壁導熱
第四節 圓筒壁導熱
第五節 肋壁導熱
肋片導熱的單值性條件分類
(1) 肋片很高,可以認為肋端的溫度等于流體溫度,因此肋端無放熱量。
(2) 肋片較低,其肋端溫度大于,則應計算端部的對流熱量。
(3) 肋端絕熱。
第六節 固體接觸熱阻
第七節 不穩定導熱
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