第三章传热原理1

1、1第三章传热原理第三章传热原理l热传导热传导 (thermal conduction)；l热对流热对流 (thermal convection)；l热辐射热辐射 (thermal radiation)。2导热导热） ： 3 0 xt tw2 tw1 2.w1w 2ttA4w1w 2ttqA热流密度热流密度 qw1w 2ttAw1w 2ttAw1w 2ttRRAtw1 tw2 R热阻网络热阻网络5热对流热对流对流换热对流换热: = Ah(tw tf) q = h(tw tf) 6wf1ttAh1hRAhtw tfhR = Ah(tw tf) wfhttR = Ah(tw tf) 7 8 h W

2、/( m2K) 110 2001000 10100 10015000 250035000 5000250009 c0ccn803.0 10c 101112，13辐射换热的主要影响因素辐射换热的主要影响因素： 14151w1f1Ah ttw1f111ttAhw1f11httRw1w2ttAw1w2ttAw1w2ttR tw2 tw1 0 xt h1 tf1 h2 tf2 162w2f2Ah ttw2f221ttAhw2f22httRf1f 21211ttAhAAhf1f 2kttRf1f 212hhttRRR12khhRRRRtw1 R1hR2hRtw2 tf1 tf2 17f1f 2Ak tt

3、Ak t12111khhf1f2qk ttf1f21211tthh181920(temperature field)21,tfx y z, ,tf x y z(0 )t,tfx tf x, ,tf x y,tf x y,tfx y z, ,tf x y z2223(temperature gradient)lim0ttxxx ttngradn24ttttxyzgradijktttxyz、 、(heat flux)dqdA 热流密度的大小和方向可热流密度的大小和方向可以用以用热流密度矢量热流密度矢量q 表示表示 ddA qn热流密度矢量热流密度矢量的的方向指向温度降低的方向。方向指向温度降低的方

4、向。ntdAdq25热流密度矢量热流密度矢量xyzqqqqijkFourier）t gradqtn n26tqn xyzqqqqijkttttxyzgradijktttxyz qijkxtqx ytqy ztqz 27xyqxqyqnxy28qtg r a d29303101 bt32 50-415 W/mK 12-120 W/mK 1-40 W/mK 0.17-0.7 W/mK 0.03-0.12 W/mK 0.007-0.17 W/mK 33, , ,tf x y z34xxxqq dydzqdx dydzxxqdxdydzx tdxdydzxx tdxdydzxx35ytddxdydzy

5、yztddxdydzzztttddxdydzxxyyzzVddxdydztdUcdxdydzttttcxxyyzz36 2222222ttttxyz 222222ttttcxyzc2tatcac37= 00t2tat20atc2222220tttxyz38211ttttcrrrrrzz222222211tttttarrrrzc3922222111sinsinsinttttcrrrrrr 2222222111sinsinsinrttttarrrrc 40 （2）v v v v 411)1)几何条件几何条件2)2)物理条件物理条件(、c、a等)3)3)时间条件时间条件0( , , )tf x y z424)4)边界条件边界条件(a) 第一类第一类边界条件边界条件w, , ,tfx y z(b) 第二类第二类边界条