传热原理课件1

對於一維穩定傳熱過程,q—通過平壁的傳熱量w/m2R0—平壁的傳熱阻，表示熱量叢平壁一側傳到另一側是所受到的總阻力（m2K/w）R0—平壁的傳熱阻ti—室內氣溫te—室外氣溫λ1λ2λ3

d1d2d3tite組合壁的平均熱阻：F是各部分在垂直熱流方向的表面積m2

平行於熱流方向沿材料層中不同材料的介面將其分隔為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等部分計算各部分的熱阻RⅠRⅡRⅢ——修正係數，注意：

φ

：修正係數，F0:與熱流方向垂直的總傳熱面積F1、F2、F3…:平行於熱流方向的各個傳熱面積R0.1、R0.2、R0.3…:各個傳熱部位的傳熱阻

Ri

、Re

：內表面換熱、外表面換熱阻

R：平均熱阻R0=Ri+R+Re（三）封閉空氣層的熱阻

建築設計中常用封閉空氣層作為圍護結構的保溫層。空氣層中的傳熱方式：導熱、對流和輻射主要是對流換熱和輻射換熱封閉空氣層的熱阻取決於間層兩個介面上的邊界層厚度和介面之間的輻射換熱強度。與間層厚度不成正比例關係

在有限空間內的對流換熱強度與間層的厚度、間層的設置方向和形狀、間層的密閉性等因素有關。垂直空氣間層中，θ1>θ2*當間層厚度很薄時(d<0.5cm)氣流的流動困難，氣流近似為靜止，對流換熱很弱*當間層厚度較薄時熱氣流和冷氣流相互干擾，形成局部環流，使邊界層減薄。*當間層厚度增加(d>10cm)上升氣流和下降氣流干擾程度逐漸減小

*當厚度達到一定程度時，就與自然對流情況類似.在水準間層中*當熱面在上方時，間層內可視為不存在對流。*當熱面在下方時，熱氣流的上升和冷氣流的下沉相互交替形成自然對流，此時自然對流換熱最強，1—純導熱換熱量2—對流換熱量3—總換熱量可見：普通空氣間層的傳熱量中輻射換熱占很大比例，

要提高空氣間層的熱阻須減少輻射傳熱量。

通過間層的輻射換熱量與間層表面材料的輻射性能和間層的平均溫度高低有關。減少輻射換熱量的方法：1、將空氣間層佈置在圍護結構的冷側，降低間層的平均溫度。（效果不夠顯著）2、在間層壁面塗貼輻射係數小的反射材料（鋁箔等）一般建築材料的輻射係數：4~4.5J/（m2hK4）鋁的輻射係數：0.25~0.96J/（m2hK4）4—間層內有一表面貼有鋁箔5——間層內兩表面都貼有鋁箔增效不顯著故以一個表面貼反射材料為宜實際設計計算中可查表2-4得空氣間層的熱阻Rag例：求鋼筋混凝土圓孔板冬季的熱阻（設熱流為自下而上）(單位：m)(1)將圓孔折算為等面積的正方形孔0.0890.0230.0210.0890.020b2=d2/4b=0.079m0.0790.0330.0260.0790.025(2)計算各部分的傳熱阻R0.1=0.026/1.74+0.17+0.025/1.747+0.11+0.04=0.349(m2•K/W)有空氣間層部分無空氣間層部分R0.2=0.13/1.74+0.11+0.04=0.225(m2•K/W)(3)求修正係數鋼筋混凝土的導熱係數：1.74W/(m•K)空氣的導熱係數：0.079/0.17=0.46W/(m•K)λ1=1.74W/(m•K)λ2=0.46W/(m•K)0.46/1.74=0.267由表2-1：修正係數φ=0.93（4）圓孔板的平均熱阻代入數據得=0.139(m2•K/W)作業：求鋼筋混凝土圓孔板夏季的熱阻孔內單面貼鋁箔（設熱流為自上而下）(單位：m)0.0920.0320.0310.0920.031五、平壁內部溫度的計算

為判定圍護結構的表面和內部是否會產生冷凝水須對所設計的圍護結構進行溫度核算λ1λ2λ3

d1d2d3titeθiθe穩定傳熱條件下：得內表面溫度：λ1λ2λ3

d1d2d3titeθiθeθ2θ3由此推廣得：層次編號順著熱流方向λ1λ2λ3

d1d2d3titeθiθeθ2θ3λ1λ2λ3

d1d2d3titeθiθe得：材料層內的溫度降落程度與各層的熱阻成正比。材料層的熱阻越大，（導熱係數越小）

溫度降落越大，（直線斜率越大）。1234n

在穩定傳熱條件下，每一材料層內的溫度分佈是一直線，在多層平壁中成一連續的折線。例：若室內氣溫為15℃，室外氣溫為-10℃，試求牆體的熱流強度以及內部溫度分佈（單位：mm）15℃—石膏板12—石膏板12—礦棉板70—空氣間層50—石棉水泥板6-10℃查表得導熱係數：石膏板：0.33

礦棉板：0.07

石棉水泥板：0.52R空氣=0.21m2K/W1、牆體總熱阻：15℃—石膏板12—石膏板12—礦棉板70—空氣間層50—石棉水泥板6-10℃2、通過牆體的熱流強度3、牆體內的溫度分佈Ri=0.133石膏板0.036礦棉板1.0石膏板0.036

空氣間層0.21石棉水泥板0.115Re=0.05二、壁體內部溫度的圖解法由式：其中ti、R0、Ri、te

為常數則θn是變數∑Rn的一次函數

以熱阻為橫坐標，溫度為縱坐標，則溫度分佈為一直線。0.1330