情境五第八小組

鍋爐爐墻的隔熱防護(hù)

第八組組長(zhǎng):陳進(jìn)組員：祝波輝易敏劉威

小組分工PPT講解：祝波輝PPT制作：陳進(jìn)祝波輝資料收集：易敏

PPT檢查：劉威

學(xué)習(xí)概況

一、導(dǎo)熱的基本概念、定律二、導(dǎo)熱系數(shù)及隔熱保溫材料相關(guān)知識(shí)三、平壁、圓筒壁、球壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱四、熱輻射有關(guān)概念及定律五、實(shí)驗(yàn)：粒狀材料熱導(dǎo)率的測(cè)定

一、導(dǎo)熱的基本概念、定律

1、導(dǎo)熱概念：熱量從物體中從溫度較高部分傳遞到溫度較低部分，或者從高溫物體傳遞到與之接觸的低溫物體現(xiàn)象。導(dǎo)熱的特點(diǎn)：1、必須有溫差2、物體直接接觸3、不發(fā)生宏觀位移4、僅依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生熱量傳遞應(yīng)用：鍋爐墻采用保溫絕熱磚汽輪機(jī)采用內(nèi)外壁設(shè)計(jì)等

2、溫度場(chǎng)溫度場(chǎng)概念：某一時(shí)刻物體內(nèi)各點(diǎn)溫度分布稱

分類:非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)和穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)溫度場(chǎng)中同一瞬間溫度相同的各點(diǎn)連成的面或線稱為等溫面或等溫線。溫度梯度：等溫面法線方向溫度增量與法線距離比值的極限。溫度梯度是向量，正方向由低溫指向高溫，與熱量傳遞的方向相反。

3、傅里葉定律——導(dǎo)熱基本定律

在導(dǎo)熱現(xiàn)象中，導(dǎo)熱熱流密度的大小正比于該點(diǎn)溫度梯度的絕對(duì)值，熱流密度的方向與溫度梯度的方向相反。Φ——熱流量，Wλ——熱導(dǎo)率，W/(M.K)A——導(dǎo)熱面積，m^2——溫度梯度，k/m—表示傳熱方向與溫度梯度方向相反對(duì)于一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，傅里葉定律可簡(jiǎn)化為二、導(dǎo)熱系數(shù)及隔熱保溫材料相關(guān)知識(shí)1、導(dǎo)熱系數(shù)概念：導(dǎo)熱系數(shù)是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1度（K，°C）,在1秒內(nèi)，通過1平方米面積傳遞的熱量，用k表示，單位為瓦/（米·度），w/（m·k）（W/m·K,此處的K可用℃代替）。2、導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素1、溫度2、含濕率3、容重（單位容積內(nèi)物體的重量)4、松散材料的粒度5、熱流方向6、填充氣體的影響7、比熱容3、隔熱保溫材料相關(guān)知識(shí)習(xí)慣上將熱導(dǎo)率較小的非金屬固體稱為保溫絕熱材料。工程上使用的保溫絕熱材料主要有四類1、硬質(zhì)材料，如硅酸鈣制品2、礦纖材料制品，包括（礦纖硬質(zhì)材料和礦纖軟質(zhì)材料）3、松散材料，膨脹珍珠巖硅酸鋁棉4、新開發(fā)材料，輕質(zhì)鋁鎂輻射絕熱材料和噴涂保溫材料等我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，載體平均溫度在450~600C時(shí)熱導(dǎo)率不大于0.1w/（m.k)的材料，以及載體平均溫度低于450C時(shí)熱導(dǎo)率小于0.09w/（m.k)的材料稱為絕熱材料或保溫材料4、導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)值范圍熱導(dǎo)率表征物體導(dǎo)熱能力的大小，其值越大，表示物體的導(dǎo)熱能力越強(qiáng)影響因素：1、主要取決于物質(zhì)種類、物態(tài)以及溫度、濕度、密度等2、不同物質(zhì)其熱導(dǎo)率差別很大3、同一種物質(zhì)，溫度、濕度、密度對(duì)其影響大

熱導(dǎo)率數(shù)值范圍：氣體導(dǎo)熱率在0.006~0.6w/（m.k）

常溫下空氣的熱導(dǎo)率約為0.026w/（m.k）液體導(dǎo)熱率在0.07~0.7w/（m.k）之間水的熱導(dǎo)率最大油較小金屬熱導(dǎo)率在36.4~45.82w/（m.k）范圍內(nèi)

電力行業(yè)保溫材料的選擇原則基本如下;1、介質(zhì)溫度在350~600C的設(shè)備和管道選用硅酸鈣制品、硅酸鋁復(fù)合保溫材料2、介質(zhì)溫度低于350C時(shí)的設(shè)備和管道選用巖、礦棉等3、閥門、彎頭等異形件選用輕質(zhì)保溫材料或保溫涂料保溫。4、外徑小于38mm的管道選用普通硅酸鋁纖維繩保溫5、潮濕環(huán)境中的低溫設(shè)備和管道選用憎水保溫材料保溫常用：巖棉泡沫石棉耐火材料聚氨酯泡沫三、平壁、圓筒壁、球壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱

平壁是指長(zhǎng)度、寬度比厚度大得多的平壁稱為無限大壁?；痣姀S中鍋爐爐墻、汽輪機(jī)汽缸壁等設(shè)備在運(yùn)行時(shí)的導(dǎo)熱都可以看做平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。單層平壁熱流密度：?jiǎn)螌悠奖跓崃髁浚孩牌奖趯?dǎo)熱因素：①厚度②熱導(dǎo)力③平壁兩側(cè)溫差⑵R=δ/λ為熱阻在平壁導(dǎo)熱中：熱阻增大，溫度變小熱阻降低，溫度變大多層平壁的熱流密度：三層平壁的總熱阻等于各層導(dǎo)熱熱阻之和，即所謂的串聯(lián)熱阻疊加原則

四、熱輻射有關(guān)概念及定律

輻射：物體通過電磁波傳遞能量的方式輻射能：電磁波所載運(yùn)的能量，即物體向外輻射的能量熱輻射：物體由于自身溫度或熱運(yùn)動(dòng)的原因所產(chǎn)生的輻射作用：物體吸收輻射能后將其轉(zhuǎn)化為熱力學(xué)能而產(chǎn)生熱效應(yīng)熱輻射波長(zhǎng)理論上是0到無窮實(shí)際上波長(zhǎng)大致在0.1~100um物體之間通過相互輻射和吸收進(jìn)行能量交換的現(xiàn)象稱為輻射換熱能量形式的轉(zhuǎn)換熱能——電磁波——熱能熱輻射特點(diǎn)：1、物體固有屬性只要在溫度范圍內(nèi)任何物體只要溫度T>0K就會(huì)對(duì)外熱輻射。2、可在真空中傳播，伴隨能量形式轉(zhuǎn)換3、熱輻射具有能量的傳遞與能量形式的轉(zhuǎn)換4、物體的輻射能力與T的四次方成正比熱輻射的基本定律普朗克定律：玻爾茲曼定律：反映黑體輻射能力基爾霍夫定律：1、輻射力達(dá)的物體，其吸收比就越大，即善于輻射的物體必善于吸收2、因?yàn)閷?shí)際物體的吸收比小于1，所以同溫度下的黑體的輻射力最大3、在熱平衡下，任意物體對(duì)黑體輻射的吸收比等于同溫度下該物體的黑度五、實(shí)驗(yàn)：粒狀材料熱導(dǎo)率的測(cè)定

一、目的與要求

1.在穩(wěn)定狀態(tài)下，利用圓球法測(cè)定粒狀材料的熱導(dǎo)率。2.掌握實(shí)驗(yàn)基本原理、實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)，學(xué)會(huì)使用實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備。3.對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和誤差分析。二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)時(shí)將粉末或散裝試驗(yàn)材料均勻地填滿在圓球?qū)醿x的大球和小球之間。小球內(nèi)芯裝有電加熱器，電加熱器放出的熱量傳給小球，然后通過試驗(yàn)材料傳向大球，再由大球傳給空氣。實(shí)驗(yàn)中可保證大