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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,教学目的：,重 点：,课 型：,第五章 传热,5.1,概述,了解学习传热过程的意义，掌握传热的一些基本物理量。,传热中的一些基本物理量,理论知识,教学目的：重 点：课 型：第五章 传热,5.1,概述,物体或者系统内部由于温度不同,使热量由一处转移到另一处的过程叫做热的传递，简称,传热(,heat transfer),。,化学反应,(放热),快点把热量取走吧,否则,化学反应,(吸热),快点加点热量吧,否则,单元操作,按一定速率输入或输出热量,第五章 传热,5.1 概述物体或者系统内部由于温度不同,使热量由,传热的基本规律,可通过,热力学第二定律,描述:,高温物体,低温物体,Q,无外功,传热速率 温度差（传热过程的推动力）,根据传热机理的不同,热的传递有三种基本方式:,传导,(,heat conduction),对流,(,heat convection),辐射,(,heat radiation),传热的基本规律可通过热力学第二定律描述:高温物体低温物体Q无,传热中的一些基本物理量和单位,热量,(,heat quantity）,：,是能量的一种形式,(J),。,传热速率,(,heat transfer rate, heat flux,Q,),:,也称热流量,是指单位时间传递的热量,单位为,W,.,热流密度,(,heat density,q,):,也称为传热强度,(,面积热流量,),是单位时间单位传热面积所传递的热量,是,传热设备的性能标志之一,单位为,W.m,-2,。,传热中的一些基本物理量和单位热量(heat quantity,传热中的一些基本物理量和单位,比定压热容,(,specific heat at constant pressure,c,p,),:,是指压力恒定时单位质量的物质温度升高1,K,时所需的热量,单位为,J.K,-1,.kg,-1,或,J.K,-1,.mol,-1,。,显热,(,sensible heat),=,物质质量比定压热容温度变化,=,mc,p,t,(,无相变,),潜热,(,latent heat),：,单位质量物质在发生,相变,时伴随的热量变化，包括物质的气化热、凝结热、升华热、熔解热等。单位为,J.kg,-1,。,传热中的一些基本物理量和单位比定压热容(specific h,定态传热和非定态传热,定态传热,(,steady heat transfer)：,传热面各点的温度,不,随,时间而改变。,非定态传热,(,non-steady heat transfer)：,传热面各点温度,随时间而变化。,均衡的连续操作,间歇操作,定态传热和非定态传热定态传热(steady heat tra,5.2,传导传热,教学目的：,重 点：,课 型：,掌握传导传热的机理，以及传导传热的基本方程及其应用。,传导传热的机理,难 点：,传导传热的基本方程,新理论知识,5.2 传导传热教学目的：重 点：课,5.2,传导传热,(,conduction heat transfer, heat conduction),传导传热机理,：,不依靠物体内部各部分质点的宏观混合运动，而是借助于物体分子、原子、离子、自由电子等微观粒子的热运动产生的热量传递。,想一想,什么情况下热量的传递主要是传导传热,？,固体,静止流体,5.2 传导传热(conduction heat,传导传热基本方程傅里叶定律,(,Fourier heat equation),t,1,t,2,Q,b,t,1,t,2,S,实验证明：,对微元而言：,随传热距离而引起的温度变化，,称为温度梯度。向量，以温度增,加为正。,在,定态,条件下,传递的热量不随时间变化,or,傅里叶公式,传导传热基本方程傅里叶定律(Fourier heat,导热系数,(,coefficient of heat conductivity),称为,导热系数或热导率,，是物质,导热能力,的标志,是,物料的一种,物理性质,，其值因物料不同而有所不同，,单位为,W.m,-1,.K,-1,。,通过实验测定,固体:,金属 具有较大的导热系数,银和铜的,最高,T,非金属,T,液体：,T,（水和甘油除外,）,气体：,T,p,气体的,值很小，对导热不利，但对却对保温有利。,导热系数(coefficient of heat cond,平面壁,的定态热传导,单层平面壁的热传导：,t,1,t,2,Q,b,t,1,t,2,S,定态,条件下，传热面的温度仅沿热量传递方向变化，将傅里叶公式积分,R,传导传热的热阻，,K,W,-1,。,傅里叶公式,平面壁的定态热传导单层平面壁的热传导：t1t2Qbt1t2,平面壁,的定态热传导,多层平面壁的热传导：,S,Q,b,1,b,2,b,3,t,1,t,2,t,3,t,4,第一层：,第二层：,第三层：,平面壁,S,1,=S,2,=S,3,=S,定态热传导,Q,1,=,Q,2,=,Q,3,=,Q,平面壁的定态热传导多层平面壁的热传导：SQb1b2b3t1t,平面壁,的定态热传导,or,各层的温度降与各层的热阻成正比,根据以上关系也可以求得两层壁交界处的温度或任何一点的温度.,平面壁的定态热传导or各层的温度降与各层的热阻成正比根据以上,圆筒壁,的传导传热,单层圆筒壁的传导传热:,L,Q,t,1,t,2,r,1,r,2,r,傅里叶定律,积分:,得:, b = r,2,r,1,对数平均值：,圆筒壁的传导传热单层圆筒壁的传导传热:LQt1t2r1r2r,圆筒壁,的传导传热,多层圆筒壁的传导传热：,r,1,r,2,r,3,r,4,t,1,t,2,t,3,t,4,圆筒壁的传导传热多层圆筒壁的传导传热：r1r2r3r4t1t,多层平面壁的热传导：,单层,圆筒壁的传导传热：,多层圆筒壁的传导传热：,总 结,多层平面壁的热传导：单层圆筒壁的传导传热：多层圆筒壁的传导传,例 题,5-1,若炉灶的炉壁顺序地由厚24,cm,耐火砖(,=0.90,W.m,-1,. K,-1,)、12cm,绝热砖(,=0.20,W.m,-1,.K,-1,)和24,cm,建筑砖(,= 0.63,W.m,-1,.K,-1,)砌成,传热稳定后,耐火砖的内壁面温度为940,建筑砖的外壁面温度为50 .试求每秒钟每平方米壁面因传导传热所散失的热量,并求各砖层交界面的温度.,t,1,t,2,t,3,t,4,解:,多层平面壁热传导公式:,940,322,!,热阻越大温度降越大,耐,火,砖,绝,热,砖,建,筑,砖,50,750,例 题5-1 若炉灶的炉壁顺序地由厚24cm耐,例 题,5-2,38mm2.5mm,的水蒸气管(=50,W.m,-1,.K,-1,)包有隔热层,第一层是40,mm,厚的矿渣棉(=0.07,W.m,-1,.K,-1,),第二层是20,mm,厚的石棉(=0.15,W.m,-1,.K,-1,).若管内壁温度为140,石棉泥外壁温度为30,.,求每米管长的热损失速率.若以同量的石棉作内层,矿渣棉作外层,情况如何?,解:,圆筒壁热传导公式:,NOTE,:,选用隔热材料包裹管路时,在耐热性等条件允许下,导热系数小的应包在内层.,金属管的热阻实际上是可忽略的.,r,1,r,2,r,3,r,4,例 题5-2 38mm2.5mm的水蒸,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进,。,人有了知识，就会具备各种分析能力，,化工原理5,
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