石油化工传热单元操作04

1、主讲教师：吕忠媛主讲教师：吕忠媛第4课时主要内容一、单层平壁稳定热传导一、单层平壁稳定热传导二、多层平壁稳定热传导二、多层平壁稳定热传导一、单层平壁稳定热传导假设假设： 材料均匀，为常数； 一维稳态，t沿x变化； 忽略热损失。 边界条件：边界条件：x=0时，时，t=t1; x=b时，时，t=t2一、单层平壁稳定热传导 一高度和宽度均很大的平壁，厚度为b ，两侧表面温度保持均匀恒定，分别为t1 及t2 ，且t1 t2，若t1、t2不随时间而变，壁内的传热属于沿厚度x 方向的一维定态热传导过程（见图5-5）。此时傅立叶定律可写成txxdxt1t2图5-5 单层平壁的稳定热传导bQdxdtAQ积分上

2、式21dd0ttbtAxQAbttbttAQ2121单层平壁的热传导速率方程式一、单层平壁稳定热传导传热速率（单位时间通过面积A上的传热量）为：AbttQ21阻力推动力RtAbttQ21b或或A 或或，R 。txxdxt1t2t1t2传导距离传导距离b越大，传热面积和导热系数越小，传导热阻越大越大，传热面积和导热系数越小，传导热阻越大一、单层平壁稳定热传导例例1：某平壁厚：某平壁厚0.4m，内外表面温度为，内外表面温度为1500和和300，壁材料的导热率壁材料的导热率=0.815+0.00076tW/(m.)，试求通过，试求通过每平方米壁面的导热速率每平方米壁面的导热速率。解：已知t1=150

3、0，t2=300壁的平均温度：t=(t1+t2)/2=(1500+300)/2=900壁的平均热导率为：=0.815+0.00076*900=1.5W/(m.)所以q=Q/A=(t1-t2)/(b/)=(1500-300)/(0.4/1.5)=4500W/m2例例2:平壁平壁A=20m2，b=0.37m，t1=1650oC，t2=300oC，材料导热，材料导热系数系数 =0.815+0.00076t (t:oC， :W/(m oC)。试求。试求平壁平壁Q和和q。 解解: :C9752)(o21tttmC)W/(m556. 197500076. 0815. 0o)(21ttAbQW510135.

4、 1)3001650(2037. 0556. 125/56772010135. 1mWAQq一、单层平壁稳定热传导二、多层平壁稳定热传导假设：假设：(1)导热系数不随温度变化，或可取平均值；(2)材料均匀；(3)温度仅沿x变化，且不随时间变化。(4)各层接触良好，接触面两侧温度相同。二、多层平壁稳定热传导（2）多层平壁稳定热传导t2txt1123t3t41b2b3b图5-7 多层平壁的热传导AttAttAttQ33432232112131313141iiiiiiiRtAbttQ总总阻阻力力总总推推动动力力应用合比定律，得推广到n层平壁niiniiniiinRtAbttQ11111总总阻阻力力总总推推动动力力多层平壁导热是一种串联的导热过程，串联导热过程的推动力为各分过程温度差之和，即总温度差，总热阻为各分过程热阻之和，也就是串联电阻叠加原则。二、多层平壁稳定热传导多层平壁的热传导速率方程式 321332211433221:RRRAbAbAbtttttt 此式说明，在多层壁导热过程中，哪层热阻大，哪层温差就大；反之，哪层温差大，哪层热阻一定大。 二、多层平壁稳定热传导温差与热阻的关系：各层的温差与热阻成正比，温差越大，热阻越大。二、多层平壁