传热学第4讲2章

1、2-4 肋片（fin）的导热换热面面积的增加 换热量的增加一、肋片的作用原理传热学Heat Transfer能源科学与工程学院通过肋片的换热量如何计算？基面HWt0肋片结构示意图 H：肋高W：肋宽：肋厚n温度大致如何分布？n热量传递可视为几维问题？n热量传递有何特点？传热学Heat Transfer能源科学与工程学院为何三维导热模型可以转化为一维？1. 几何结构特点： H R内 /在肋片厚度方向上温度没有变化是因为：在肋片宽度方向上温度没有变化是因为：无限长 H W或周期对称性。传热学Heat Transfer能源科学与工程学院肋片内外温差大小的对比常数内内外外RtRtq外内外内tt RR 结

2、论：肋片内沿厚度方向的温度变化可以忽略不计qt外= tw- tft内= tc- twtctwtf传热学Heat Transfer能源科学与工程学院等截面直肋的数学模型推导1、选取坐标系：原点取于基面;2、选取微元体：在x处取dx 长的微元体3、列微元体进出热量各项表达式)(tthPdxc其中，Ac：肋片横截面积 P：肋片横截面周边长度dxdxddxdtAxxdxxcx ,4、列微元体热平衡 x - x+dx = c进入微元体的热量 = 流出微元体的热量再由于h、U、Ac均与x无关，可视为常数。故可设：cAhPm其量纲为：1/L等截面直肋的导热微分方程为:222mdxd5、将各项带入热平衡方程并

3、简化cAhPdxd22其中，过余温度 (excess te,perature)= t t6、方程求解导热微分方程的通解为： = c1emx + c2e-mx)( )( 0dxd : CBHx00 x第二类近似如下.精确来说，端面的B.C.应为：)类( )(第三 tthdxdHxHx7、温度分布将通解带入B.C.，联立求解可得c1、c2，从而：)cosh()(cosh0mHHxm肋端温度：)cosh(0mHH8、肋片散热量)tanh()tanh()cosh()(00000mHmhPmmHmAmHHxmshmAdxdAccxcx定义热量也可通过如下方式求得：HHcdxPhhA0肋端散热周边散热肋片

4、在肋根部导入的热量例例2-6n弄清结构特点（储气筒筒身和铁套筒位置）n弄清传热特点（三个不同温度：气体、储气筒筒身和铁套筒；各自大小对比；传热热流走向）储气筒筒身铁套筒储气筒筒身铁套筒储气筒筒身铁套筒肋片模型tftHt0tR1R2R3123n减小R1，增大R2， R3由热阻示意图分析得出的减少测温误差原理具体措施：n套管选用导热系数小的材料，增加套管高度，减小套管壁厚n强化套管与流体间换热n储气筒外包保温材料传热学Heat Transfer能源科学与工程学院实际情况的热量修正H 2H ,代替用在热量计算公式中 H推导中忽略了肋端的散热（认为肋端绝热）。推导中忽略了肋端的散热（认为肋端绝热）。对于一般工程计算，尤其高而薄的肋片，足够对于一般工程计算，尤其高而薄的肋片，足够精确。精确。若必须考虑肋端散热，若必须考虑肋端散热，传热学Heat Tran