《传热与换热器》课件-任务2-2：平壁、圆筒壁稳态导热分析与计算

传热与换热器3.内容与安排认识传热导热辐射换热对流换热换热设备的传热计算与强化相关知识傅里叶定律1822年提出的傅里叶定律，即导热基本定律傅里叶定律表明，导热热流密度的大小与温度梯度的绝对值成正比，其方向与温度梯度的方向相反。是该处的热流密度矢量是通过该点等温线上的法向单位矢量，指向温度升高的方向热导率（导热系数）[W/(m·K)]空间某点的温度梯度相关知识导热系数物质的导热系数在数值上具有下述特点（P15）:(1)对于同一种物质,固态的导热系数值最大,气态的导热系数值最小；(2)一般金属的导热系数大于非金属的热导率；(3)导电性能好的金属,其导热性能也好；(4)纯金属的导热系数大于它的合金；(6)对于同一种物质,晶体的导热系数要大于非定形态物体（非晶体）的热导率。(5)对于各向异性物体,导热系数的数值与方向有关；任务2-2：平壁、圆筒壁稳态导热分析与计算知识目标：掌握第一类边界条件下的单层、多层平壁导热分析方法；掌握第一类边界条件下下的单层、多层圆筒壁导热；掌握临界绝缘直径的分析与计算方法。能力目标：能够对生产中的稳态单层和多层平壁导热进行分析和计算；能够对生产中的稳态单层、多层圆筒壁导热进行分析和计算。任务-节能分析金属板上放置一个小型加热炉，为了减少炉底对板面的热损失，其间放置一块导热系数为0.058W/（m·K）的绝热平板，绝热平板两表面温度分别保持90℃和25℃。为了使每平方绝热板的热损失小于200W/m2，请问绝热板所需的厚度是多少？金属板绝热板加热炉相关知识单层大平壁导热长度和宽度比厚度大得多的平面，称为无限大平壁。经验表明，当平壁的长度和宽度为厚度的8~10倍以上时，即可当无限大平壁处理。

对于无限大平壁导热，平壁四周边缘的散热量与沿厚度方向的导热量相比可忽略，简化为仅沿厚度方向进行的一维导热。什么是单层大平壁？tw1tw2傅里叶定律在无限大平壁导热应用中的公式：遇到大平壁导热，记得要想起我呦！任务剖析金属板上放置一个小型加热炉，为了减少炉底对板面的热损失，其间放置一块导热系数为0.058W/（m·K）的绝热平板，绝热平板两表面温度分别保持90℃和25℃。为了使每平方绝热板的热损失小于200W/m2，请问绝热板所需的厚度是多少？绝热板所需的厚度是至少为18.85mm应用练习小李家的窗玻璃厚度为5mm，其内外表面温度分别为t1=15℃和t2=5℃。窗子的尺寸为1m×3m，玻璃的导热系数为1.4W/(m·K)，试求穿过玻璃窗的热流损失？单位时间内（即每秒）穿过玻璃窗的热量为8400W任务升级小李听说安装双层玻璃窗有节能的效果，于是安装了由两层厚为5mm的玻璃及其间空气夹层所组成的玻璃窗，空气夹层厚度为6mm。其内外表面温度分别为t1=15℃和t2=5℃。窗子的尺寸为1m×3m，试求穿过玻璃窗的热流损失。玻璃的导热系数为1.4W/(m·K)，空气的导热系数为0.025W/(m·K)，不考虑空气夹层中的自然对流。传说中的多层平壁导热问题任务剖析tw1tw2qtw1tw2qtw1tw2任务剖析小李听说安装双层玻璃窗有节能的效果，于是安装了由两层厚为5mm的玻璃及其间空气夹层所组成的玻璃窗，空气夹层厚度为6mm。其内外表面温度分别为t1=15℃和t2=5℃。窗子的尺寸为1m×3m，试求穿过玻璃窗的热流损失。玻璃的导热系数