第三章傳熱原理1

1、1第三章傳熱原理第三章傳熱原理l熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo) (thermal conduction)；l熱對流熱對流 (thermal convection)；l熱輻射熱輻射 (thermal radiation)。2導(dǎo)熱導(dǎo)熱） ： 3 0 xt tw2 tw1 2.w1w 2ttA4w1w 2ttqA熱流密度熱流密度 qw1w 2ttAw1w 2ttAw1w 2ttRRAtw1 tw2 R熱阻網(wǎng)絡(luò)熱阻網(wǎng)絡(luò)5熱對流熱對流對流換熱對流換熱: = Ah(tw tf) q = h(tw tf) 6wf1ttAh1hRAhtw tfhR = Ah(tw tf) wfhttR = Ah(tw tf) 7 8 h W

2、/( m2K) 110 2001000 10100 10015000 250035000 5000250009 c0ccn803.0 10c 101112，13輻射換熱的主要影響因素輻射換熱的主要影響因素： 14151w1f1Ah ttw1f111ttAhw1f11httRw1w2ttAw1w2ttAw1w2ttR tw2 tw1 0 xt h1 tf1 h2 tf2 162w2f2Ah ttw2f221ttAhw2f22httRf1f 21211ttAhAAhf1f 2kttRf1f 212hhttRRR12khhRRRRtw1 R1hR2hRtw2 tf1 tf2 17f1f 2Ak tt

3、Ak t12111khhf1f2qk ttf1f21211tthh181920(temperature field)21,tfx y z, ,tf x y z(0 )t,tfx tf x, ,tf x y,tf x y,tfx y z, ,tf x y z2223(temperature gradient)lim0ttxxx ttngradn24ttttxyzgradijktttxyz、 、(heat flux)dqdA 熱流密度的大小和方向可熱流密度的大小和方向可以用以用熱流密度矢量熱流密度矢量q 表示表示 ddA qn熱流密度矢量熱流密度矢量的的方向指向溫度降低的方向。方向指向溫度降低的方

4、向。ntdAdq25熱流密度矢量熱流密度矢量xyzqqqqijkFourier）t gradqtn n26tqn xyzqqqqijkttttxyzgradijktttxyz qijkxtqx ytqy ztqz 27xyqxqyqnxy28qtg r a d29303101 bt32 50-415 W/mK 12-120 W/mK 1-40 W/mK 0.17-0.7 W/mK 0.03-0.12 W/mK 0.007-0.17 W/mK 33, , ,tf x y z34xxxqq dydzqdx dydzxxqdxdydzx tdxdydzxx tdxdydzxx35ytddxdydzy

5、yztddxdydzzztttddxdydzxxyyzzVddxdydztdUcdxdydzttttcxxyyzz36 2222222ttttxyz 222222ttttcxyzc2tatcac37= 00t2tat20atc2222220tttxyz38211ttttcrrrrrzz222222211tttttarrrrzc3922222111sinsinsinttttcrrrrrr 2222222111sinsinsinrttttarrrrc 40 （2）v v v v 411)1)幾何條件幾何條件2)2)物理條件物理條件(、c、a等)3)3)時間條件時間條件0( , , )tf x y z424)4)邊界條件邊界條件(a) 第一類第一類邊界條件邊界條件w, , ,tfx y z(b) 第二類第二類邊界條