《化工原理》第十二讲

1、第十二讲主要内容第四章 传热重点难点4-2 热传导 2、圆筒壁导热热阻的概念三、圆筒壁的热传导4-3 对流传热概述一、对流传热分析二、对流传热速率微分方程与对流传热系数三、热边界层2、圆筒壁的热传导3、对流传热机理4、对流传热速率微分方程与对流传热系数3、对流传热热阻4、对流传热系数的理解二、平壁的热传导1、平壁的热传导1、导热热阻的概念4-2 热传导温度对的影响取1，2的平均值，即注意：a的取值4-2 热传导一、基本概念和傅立叶定律2、傅立叶定律问题：1、傅立叶定律的物理意义是什么？2、傅立叶定律中的负号表示什么意思？3、的单位及其物理意义是什么？4、的影响因素有哪些？4-2 热传导二、平壁

2、的热传导1、单层平壁的热传导假设：稳态导热 Q=常数平壁面积与厚度相比为无穷大平壁内的温度仅沿垂直于壁面的x方向变化4-2 热传导二、平壁的热传导单层平壁的稳态热传导公式推导：=常数导（传）热热阻：/W导（传）热热阻：(m2.)/W4-2 热传导二、平壁的热传导2、多层平壁的热传导4-2 热传导二、平壁的热传导 2、多层平壁的热传导注意：接触热阻的存在！问：1、如果不等于常数时，又该如何推导平壁的导热公式？2、接触热阻使导热速率增大还是减小？4-2 热传导三、圆筒壁的热传导1、单层圆筒壁的导热特点：代入傅里叶定律得： 4-2 热传导三、圆筒壁的热传导圆筒壁的热阻表达式为: 分离变量积分得: 1

3、、单层圆筒壁的导热公式推导4-2 热传导三、圆筒壁的热传导圆筒壁上的污垢热阻表示 手册中可查到的圆筒壁上的污垢热阻数据，内壁为Rsi ，外壁为Rso ，单位均为(m2./W),即相当于R所以圆筒外壁上的污垢热阻为： 内壁上的污垢热阻为： 4-2 热传导三、圆筒壁的热传导2、多层圆壁的导热三层圆壁的导热总热阻R:4-2 热传导三、圆筒壁的热传导三层圆壁的导热总推动力t为：所以三层圆壁的导热速率公式为：n层圆筒壁的导热速率公式为：4-2 热传导问：1、平壁导热与圆筒壁导热比较：导热面积S,导热通量有何区别？圆筒壁导热中每米管长上的热损失是否相等？2、圆筒壁导热热阻如何表示？3、圆筒壁上的污垢热阻如

4、何表示？4、如何确定平壁与圆筒壁中的温度分布表达式，即平壁中温度与x、圆筒壁中温度与半径的关系？5、如何确定保温层间的温度？试推导沿球壁的导热公式？1、在沿球壁的一维稳态导热过程中，沿半径增大的方向，传热速率Q、热通量如何变化？为什么？（增大、减少、不变）传热速率Q不变、热通量减少。2、在一维定态传热过程中，二层热阻分别为R1和R2，推动力为t1和t2，若R12,b1=b2,则应该将导热系数为 的材料包于内层，更有利于保温。4-3 对流传热概述对流传热分类：无相变对流传热（1）强制对流传热（2）自然对流传热有相变对流传热（1）蒸汽冷凝（2）液体沸腾4-3 对流传热概述一、对流传热分析问：对流传

5、热与热对流的区别何在？1、层流内层：导热，有较大温差2、过渡区：导热热对流，有一定的温差3、湍流主体：热对流（导热很小），基本无温差4-3 对流传热概述二、对流传热速率微分方程与对流传热系数推动力：湍流主体温度与该流体侧壁面温度的差阻力：与对流传热系数和传热面积成反比系数：与对流传热系数和传热面积成正比4-3 对流传热概述假设热流体走管内，冷流体走管外，则对流传热速率微分方程为：管内流体对流传热系数：w/(m2.)管外流体对流传热系数：w/(m2.)4-3 对流传热概述写成系数乘以推动力的形式牛顿冷却定律其中：对流传热系数的第一种定义式4-3 对流传热概述由此可得：与流体的导热系数、层流底层厚度有关。对流传热系数的第二种定义式4-3 对流传热概述思考：与有什么区别和联系？从表4-5 可以发现：同一种流体，强制对流时的大于自然对流时的，有相变时的大于无相变时的4-3 对流传热概述三、热边界层1、热边界层定义 紧靠板面的流体薄层，存在温度梯度，厚度为t,界限为tw-t=0.99(tw-t)2、流动边界层厚