版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、Heat Transfer傳熱學(xué),Building Energy Efficiency is the Wave of the Future !,1 導(dǎo)熱理論基礎(chǔ),建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)主干課程之一 !,Chapter1 Heat conduction theory,Heat Transfer,1-1 導(dǎo)熱基本概念與傅里葉定律,一、基 本 概 念,1、溫度場 (Temperature field) (1 )概念 溫度場是指在各個(gè)時(shí)刻物體內(nèi)各點(diǎn)溫度分布的總稱。 物體的溫度分布是坐標(biāo)和時(shí)間的函數(shù):,其中 為空間坐標(biāo), 為時(shí)間坐標(biāo)。,Heat Transfer,(2)溫度場分類 1)穩(wěn)態(tài)溫度場(定常溫
2、度場) (Steady-state conduction) 是指在穩(wěn)態(tài)條件下物體各點(diǎn)的溫度分布不隨時(shí)間的改變而變化的溫度場稱穩(wěn)態(tài)溫度場,其表達(dá)式:,一、基 本 概 念,Heat Transfer,2)非穩(wěn)態(tài)溫度場(非定常溫度場) (Transient conduction) 是指在變動(dòng)工作條件下,物體中各點(diǎn)的溫度分布隨時(shí)間而變化的溫度場稱非穩(wěn)態(tài)溫度場,其表達(dá)式: 若物體溫度僅一個(gè)方向有變化,這種情況下的溫度場稱一維溫度場。,一、基 本 概 念,Heat Transfer,穩(wěn)態(tài)溫度場 穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱,(Steady-state conduction),非穩(wěn)態(tài)溫度場 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱,(Transient c
3、onduction),三維穩(wěn)態(tài)溫度場:,一維穩(wěn)態(tài)溫度場:,一、基 本 概 念,Heat Transfer,2、等溫面與等溫線,等溫線:用一個(gè)平面與各等溫面相交,在這個(gè)平面上得到一個(gè)等溫線簇,等溫面:同一時(shí)刻、溫度場中所有溫度相同的點(diǎn)連接起來所構(gòu)成的面,一、基 本 概 念,Heat Transfer,等溫面與等溫線的特點(diǎn):,(1) 溫度不同的等溫面或等溫線彼此不能相交,(2) 在連續(xù)的溫度場中,等溫面或等溫線不會中斷,它們或者是物體中完全封閉的曲面(曲線),或者就終止于物體的邊界上,物體的溫度場通常用等溫面或等溫線表示,一、基 本 概 念,Heat Transfer,等溫線圖的物理意義: 若每條
4、等溫線間的溫度間隔相等時(shí),等溫線的疏密可反映出不同區(qū)域?qū)釤崃髅芏鹊拇笮?。如圖所示是用等溫線圖表示溫度場的實(shí)例。,一、基 本 概 念,Heat Transfer,3、溫度梯度(Temperature gradient),等溫面上沒有溫差,不會有熱傳遞。,不同的等溫面之間,有溫差,有導(dǎo)熱,溫度梯度是用以反映溫度場在空間的變化特征的物理量。,一、基 本 概 念,Heat Transfer,系統(tǒng)中某一點(diǎn)所在的等溫面與相鄰等溫面之間的溫差與其法線間的距離之比的極限為該點(diǎn)的溫度梯度,記為gradt。,注:溫度梯度是向量;正向朝著溫度增加的方向,一、基 本 概 念,Heat Transfer,4、熱流密度
5、矢量(Heat flux),熱流密度:單位時(shí)間、單位面積上所傳遞的熱量;,熱流密度矢量:等溫面上某點(diǎn),以通過該點(diǎn)處最大熱流密度的方向?yàn)榉较?、?shù)值上正好等于沿該方向的熱流密度,一、基 本 概 念,Heat Transfer,溫度梯度和熱流密度的方向都是在等溫面的法線方向。由于熱流是從高溫處流向低溫處,因而溫度梯度和熱流密度的方向正好相反。,一、基 本 概 念,Heat Transfer,在導(dǎo)熱現(xiàn)象中,單位時(shí)間內(nèi)通過給定截面所傳遞的熱量,正比例于垂直于該截面方向上的溫度變化率,而熱量傳遞的方向與溫度升高的方向相反,即:,數(shù)學(xué)表達(dá)式:,二、傅里葉定律(Fourier Law),1、傅里葉定律,Hea
6、t Transfer,(負(fù)號表示熱量傳遞方向與溫度升高方向相反),傅里葉定律用熱流密度表示:,其中: 熱流密度(單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱流量) 物體溫度沿 x 軸方向的變化率,二、傅里葉定律(Fourier Law),Heat Transfer,當(dāng)物體的溫度是三個(gè)坐標(biāo)的函數(shù)時(shí),其形式為:,是空間某點(diǎn)的溫度梯度;,是通過該點(diǎn)等溫線上的法向單位矢量,指向溫度升高的方向;,是該處的熱流密度矢量。,二、傅里葉定律(Fourier Law),Heat Transfer,負(fù)號是因?yàn)闊崃髅芏扰c溫度梯度的方向不一致而加上,傅里葉定律可表述為:系統(tǒng)中任一點(diǎn)的熱流密度與該點(diǎn)的溫度梯度成正比而方向相反,注:傅里葉
7、定律只適用于各向同性材料各向同性材料:導(dǎo)熱系數(shù)在各個(gè)方向是相同的,二、傅里葉定律(Fourier Law),Heat Transfer,三、導(dǎo)熱系數(shù)(熱導(dǎo)率、比例系數(shù)) thermal conductivity,1、定義 傅利葉定律給出了導(dǎo)熱系數(shù)的定義 :,w/m,導(dǎo)熱系數(shù)在數(shù)值上等于單位溫度梯度作用下單位時(shí)間內(nèi)單位面積的熱量。 導(dǎo)熱系數(shù)是物性參數(shù),它與物質(zhì)結(jié)構(gòu)和狀態(tài)密切相關(guān),例如物質(zhì)的種類、材料成分、溫度、 濕度、壓力、密度等,與物質(zhì)幾何形狀無關(guān)。 它反映了物質(zhì)微觀粒子傳遞熱量的特性。,Heat Transfer,不同物質(zhì)的導(dǎo)熱性能不同:,0C時(shí):,三、導(dǎo)熱系數(shù)(熱導(dǎo)率、比例系數(shù)) ther
8、mal conductivity,Heat Transfer,Heat Transfer,Heat Transfer,Heat Transfer,Heat Transfer,Heat Transfer,Heat Transfer,Heat Transfer,Heat Transfer,Heat Transfer,Heat Transfer,2 、保溫材料(隔熱、絕熱材料) 把導(dǎo)熱系數(shù)小的材料稱保溫材料。 我國規(guī)定:350 時(shí), 0.12w/mk 保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)界定值的大小反映了一個(gè)國家保溫材料的生產(chǎn)及節(jié)能的水平。越小,生產(chǎn)及節(jié)能的水平越高。 我國50年代 0.23W/mk 80年代 GB42
9、72-84 0.14w/mk 90年代 GB427-92 0.12w/mk,三、導(dǎo)熱系數(shù)(熱導(dǎo)率、比例系數(shù)) thermal conductivity,Heat Transfer,保溫材料熱量轉(zhuǎn)移機(jī)理 ( 高效保溫材料 ) 高溫時(shí): ( 1 )蜂窩固體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱 ( 2 )穿過微小氣孔的導(dǎo)熱 更高溫度時(shí): ( 1 )蜂窩固體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱 ( 2 )穿過微小氣孔的導(dǎo)熱和輻射,三、導(dǎo)熱系數(shù)(熱導(dǎo)率、比例系數(shù)) thermal conductivity,Heat Transfer,超級保溫材料 采取的方法: (1)夾層中抽真空(減少通過導(dǎo)熱而造成熱損失) (2)采用多層間隔結(jié)構(gòu)( 1cm 達(dá)十幾層) 特點(diǎn):間隔材料的反射率很高,減少輻射換熱,垂直于隔熱板上的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá): 10 - 4w/mk,三、導(dǎo)熱系數(shù)(熱導(dǎo)率、比例系數(shù)) thermal conductivity,Heat Transfer,同一種物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)也會因其狀態(tài)參數(shù)的不同而改變,因而導(dǎo)熱系數(shù)是物質(zhì)溫度和壓力的函數(shù)。,一般把導(dǎo)熱系數(shù)僅僅視為溫度的函數(shù),而且在一定溫度范圍還可以用一種線性關(guān)系來描述,三、導(dǎo)熱系數(shù)(熱導(dǎo)率、比例系數(shù)) thermal conductivity,Heat Transfer,3、各向異性材料 指有些材料(木材,石墨)各向結(jié)構(gòu)不同,各方向上的 也有較大差別,這些材料稱各向異性材料。此類材料 必須
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2024旅行社與文化機(jī)構(gòu)旅游文化交流合作協(xié)議范本3篇
- 專項(xiàng)砂石料運(yùn)輸服務(wù)協(xié)議范本版
- 2024沈陽市網(wǎng)絡(luò)營銷推廣服務(wù)合同
- 2024年盆栽購銷協(xié)議書:買賣雙方的義務(wù)與權(quán)益
- 增資擴(kuò)股股權(quán)轉(zhuǎn)讓協(xié)議書(2篇)
- 墻紙膠批發(fā)采購合同(2篇)
- 2024汽車租賃合同長期
- JF版山西建筑項(xiàng)目施工合同版B版
- 知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略合作協(xié)議
- 2024年電梯工程建設(shè)項(xiàng)目協(xié)議范例版
- 《安全基礎(chǔ)知識》word版
- 微視頻評分標(biāo)準(zhǔn)
- 運(yùn)籌學(xué)(課件)
- 《軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》ppt課件
- 應(yīng)用化學(xué)專業(yè)英語unit.ppt
- 精益制造快速切換作業(yè)指導(dǎo)書模板
- 膠囊劑生產(chǎn)工藝流程圖
- 小學(xué)期末班級頒獎(jiǎng)典禮動(dòng)態(tài)PPT模板
- 制藥廠安全事故應(yīng)急救援預(yù)案匯編
- 上市公司信息披露制度的跨國比較及借鑒
- 華為ma5680t基本查詢命令
評論
0/150
提交評論