第三节 热传导阻隔与包装储存期

1、1,一 热传导阻隔包装与导热定律 热传导阻隔包装也叫阻热包装，就是采取一定的防护措施，以减少包装内部与外界的热传导，使被包装物品在规定的时间内，仍保持原来的状态和性质。,第三节 热传导阻隔与包装储存期,热量自发地从高温传向低温的过程为热传导。,图示为一块面积为A、厚度为x=l的平板两侧，有维持均与恒定的温度T1和T2（k）。单位面积在单位时间内从表面2传导到表面1的热量称为热通量 ，它与温度梯度dT/dx成正比，既与温差成正比，与厚度成反比。,这就是导热基本定律，也叫傅里叶导热定律。式中， 是比例常数 ，称为导热系数 ，单位为,（13-17）,导热系数的倒数叫做阻热系数R，单位为 两者关系式：

2、,阻热系数R反映了材料阻热能力的大小。,由于阻热包装的阻热层是由多种材料组成，综合考虑各阻热材料的阻热系数和厚度，则有总阻热系数Ro。Ro由以下部分组成：,R1是主要阻热材料的阻热系数，L1是它的厚度； R2是包装内部空气的阻热系数，空气是静止的，一般取 R3是包装外部空气的阻热系数，空气是流动的，一般取 R4是外包装瓦楞纸板地阻热系数，L4是它的厚度；,瓦楞纸板的厚度取决于瓦楞纸板的层数和楞型组合,单位mm,9,二 阻热包装设计与计算,1 包装物品储存温度不随时间变化的阻热包装 (稳态导热) 在传热过程中有关系式：,因此由式（13-17）有：,（13-18）,11,相关概念： 冰块从固体变为

3、液体，只有相态的变化，而没有温度的变化，所吸收的热量叫做潜热。（图13-9中A-B段） 比热容(specific heat capacity)又称比热容量(specific heat)，简称比热容，是单位质量物质的热容量，即是单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能。通常用符号c表示。,例13-9 P271,分析：已知：Q，T1、T2，算出面积A,只需再计算出R0就可以求出时间。t,解：（1）求R0 由题意可得储运箱体所处的平均温度为（293K+273K）/2=283K（10）。 按表10-2，用拉格朗日插值法查得发泡聚苯乙烯材料密度0.032kg/dm3在283K时阻热系数,则有：,从表

4、13-8查得瓦楞纸板的阻热系数为 0.53hcmKJ-1; 设采用BC型五层瓦楞纸板，则纸板厚度为0.75cm， 则：,又：包装内空气阻热系数： 包装外部空气阻热系数：,所以：,（2）已知冰的潜热为333kJkg-1，冰块重4.5kg， （3）已知T1=273K;T2=293K; （4）正方体面积为： A=40cm40cm6=9600cm2；,将有关数据代入式（10-2）：,例题13-10 厚度增加，R0变，其它不变。 解：,解：（1）求R0 由题意可得储运箱体所处的平均温度为（293K+273K）/2=283K（10）。 按表10-2，用拉格朗日插值法查得发泡聚苯乙烯材料密度0.032kg/

5、dm3在283K时阻热系数,则有：,从表13-8查得瓦楞纸板的阻热系数为 0.53hcmKJ-1; 设采用BC型五层瓦楞纸板，则纸板厚度为0.75cm， 则：,又：包装内空气阻热系数： 包装外部空气阻热系数：,（2）已知冰的潜热为333kJkg-1，冰块重4.5kg， （3）已知T1=273K;T2=293K; （4）正方体面积为： A=40cm40cm6=9600cm2；,将有关数据代入式（13-18）：,由此可见，当阻热材料增加时，储存期延长。,例题13-11，冰块增加，其它条件不变。,解：（1）求R0 由题意可得储运箱体所处的平均温度为（293K+273K）/2=283K（10）。 按表

6、13-9，用拉格朗日插值法查得发泡聚苯乙烯材料密度0.032kg/dm3在283K时阻热系数,则有：,从表13-8查得瓦楞纸板的阻热系数为 0.53hcmKJ-1; 设采用BC型五层瓦楞纸板，则纸板厚度为0.75cm， 则：,又：包装内空气阻热系数： 包装外部空气阻热系数：,（2）已知冰的潜热为333kJkg-1，冰块重9kg， （3）已知T1=273K;T2=293K; （4）正方体面积为： A=40cm40cm6=9600cm2；,将有关数据代入式（13-8）：,由此可见，当冰块增加时，储存期延长。,2 包装物品储存温度随时间变化的阻热包装 (非稳态导热),外界环境温度T2,物品起始温度T

7、1,经时间dT到达T1，即T1介于T0和T2之间,物品,根据能量守恒定律，单位时间内物品吸收的能量等于其热力学的变化，即：,即：,引入过余温度,代入上式并分离变量,两边积分：,得：,质量,代入上式得：,整理得：,式（13-19）,例题13-12 P273页,分析：,解：（1）求R0 从已知条件确定物品的平均温度应为 （353K+313K）/2=333K（60） 则发泡聚苯乙烯的平均温度应为： （333K+283K）/2=308K（35） 按表13-9，用拉格朗日插值法查得发泡聚苯乙烯材料密度0.032kg/dm3在283K时阻热系数,则有：,因发泡聚苯乙烯裹包着铁桶，中间没有空气阻隔，也没有瓦

8、楞纸板，因此有：,包装外部空气阻热系数：,则总阻热系数为：,（2）已知铁桶和液体共重225kg， （3）已知T0=353K,T1=313K;T2=283K; （4）发泡聚苯乙烯裹包表面积为：,（5）又已知液体的比热容为c=3760Jkg-1K-1,将有关数据代入式（13-19）：,作业： 1、设有如图13-7(a)所示结构形式的阻热包装箱，外层瓦楞纸箱为五层BC型，采用发泡聚苯乙烯阻热材料，其密度为0.016kg/dm3,厚度为5cm,内腔呈正六面形，边长为45cm，在273K时放入物品，并置5kg冰块与之同时储存，问在外界温度为40时，使包装内物品保持在273K，能储存多久？,2、设有容积为