导热率计算方法

1、河北化工医药职业技术学院教案第三节 热传导一、导热基本方程和导热率（导热系数）1.导热基本方程（热传导方程式）如图5-10所示。均匀材料构成的平壁，且t1 > t2实践证明：单位时间内物体以热传导方式传递的热量Q与传热面积 A成正比，与壁面两侧的温度差（t1 t2 ）成正比，而与壁面厚度 8成反比,AQ 二一 L -t2 0A Q = -2引入比例系数九，则得6上式称为热传导方程式，或称为傅里叶定律。把上式改写成下面的形式Q t1 -t2 二十 =A 二R导九式中： & =t1 -t2,为导热过程的推动力。R导=九，为单层平壁的导热热阻。2.导热率（导热系数）Q、A =A（t1

2、b ） w/ （m- K）或 W/ （m- C）导热系数的意义是：当间壁的面积为1 m2,厚度为1 m,壁面两侧的温度差为 1 K时，在单位时间内以热传导方式所传递的热量。显然，导热系数值越大，则物质的导热能力越强。各种物质的导热系数通常用实验方法测定。一般来说，金属的导热系数最大，非金属固体次之，液体的较小，而气体的最小。第一页(1)固体的导热系数；(2)液体的导热系数；(3)气体的导热系数、通过平壁的稳定热传导1 .单层平壁的热传导(导热基本方程)t1 -t2a2 .多层平壁的热传导以三层壁为例，如图 5-11所示三种不同材质构成的多层平壁截面积为A,各层的厚度为8 1, 8 2和8 3,

3、各层的导热系数为九1,昊2和九3,若各层的温度差分别为 颂,$2和AL,则三层的总温度差-4t1 片2 -t3O稳定传热，各层的传热速率相等，下式的关系成立Q 二丛二口二也二;t1t飞二 :t 二，tA I 02-3 二1 二2-3% 1R 2% 3R 导，” I I '1' 2' 3' 1' 2' 3结论：多层平壁的导热的总推动力等于各层导热的推动力之和；多层平壁的导热的总热阻等于各层导热的热阻之和。该式还可变形为下式,Q C -.4ti = 1 R导1 = R导1 ZT-A' R导, Q。. ：tt2 = R导2 = R导 2 -A&

4、#39; R导- Qt-t3 = - R导3 = R导3Aq R导结论：在多层平壁导热中，推动力大的壁面其热阻也大。Q得t2 = t1 - 一 RA，导i壁面温度的计算:Q由，ti=1R导 iA同理：t3 =t4 . QAR 导 3【例题5-5】三、通过圆筒壁的稳定热传导1.单层圆筒壁的热传导圆筒壁导热与平壁导热区别：平壁导热面积为定值；圆筒壁导热面积随半径 发生变化。假设：圆筒壁传热面积采用导热面积的平均值A均，则圆筒壁的热传导可仿照平壁的热传导来处理，即：A均Q = 1 ti 士o式中 A均=2所均L ,带入上式得:ri 圆筒内壁半径，m r2 圆筒外壁半径， 项圆筒壁的平均半径，成L 圆筒长度，mir2 - rir均二,r2In 均在工程计算中，采用对数平均值ri当2九工2时，r均2单层圆筒壁的导热热阻为： 二 =二九 九2.多层圆筒壁的热传导三层圆筒壁，其公式为：为2 .飞2-：L ti T1 .r