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球壁的临界热绝缘直径张卓 1102610126市政学院 建筑换环境与设备工程摘要：为了减少管道的散热损失，采用在管道外侧覆盖隔热保温层或程热绝缘 层的办法。但是覆盖保温层不一定在任何情况下都能减少散热损失，我们需要正确的选择保温材料和确定保温材料的厚度。关键词：球壁，导热，临界热绝缘直径1. 第一类边界条件 内半径为，外半径为的球壁，内外两表面维持均匀稳定的温度和，求解球壁的导热热阻。采用球坐标系分析，球壁内的温度只沿坐标r方向发生变化，则有导热微分方程有 则有，再积一次分得到通解为 代入边界条件解得 通过球壁的导热热流量为 将上式改写为欧姆定律的形式 ，2.第三类边界条件对于常物性球壁稳态导热问题，求解得到球壁的温度变化率为 由稳态导热可知且 由上述三个式子得 则总的导热热阻为 球壁的外侧覆盖隔热保温层后，热流体通过管道壁和保温层传递给冷流体传热过程的热阻为 其中为临界热绝缘热直径，是保温层材料的导热系数，是冷流体与壁面之间的表面传热系数。3.结论 热流体通过球壳和保温层传热给冷流体传热过程的热阻为式中和分别为球壳的内径和外径，是球壳的导热系数，是保温层的外径，是保温层材料的导热系数；对于冷、热流体之间的传热过程，给定的应是第三类边界条件，和分别是热流体和冷流体与球壳之间的表面传热系数。当针对某一球壳进行分析时，球壳的内、外直径和材料都是给定的，所以R表达式中前两项热阻的数值已定。在选定了保温层材料之后，R表达式中后两项热阻的数值随保温层外径变化而变化。因此在球壳外侧覆盖保温层时，必须注意，如果球壳外径小于临界热绝缘直径，保温层外径在和之间时，球壳的传热量反而比没有保温层时更大。 参考文献 【1】. 传热学（第五版），章熙明，梅飞鸣，中国建筑工业出版
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