導(dǎo)熱系數(shù)熱阻.ppt

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1、2-4通過肋片的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱與通過肋壁的傳熱根據(jù)牛頓冷卻公式：?=Ah(tw－tf)幾種常見的肋片：增大對流換熱量有三條途徑：1.加裝肋片，增加換熱面積A；2.加大對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h；3.加大換熱溫差(tw－tf)。1.通過等截面直肋的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱以矩形肋為例:高度為H、厚度為?、寬度為l，與高度方向垂直的橫截面積為Ac,橫截面的周長為P。假設(shè)：1）肋片材料熱導(dǎo)率?為常數(shù)；2）肋片根部與肋基接觸良好，溫度一致；3）肋片厚度方向的導(dǎo)熱熱阻?/?與表面的對流換熱熱阻1/h相比很小，可以忽略,肋片溫度只沿高度方向發(fā)生變化,肋片導(dǎo)熱可以近似地認(rèn)為是一維的；4）肋片表面各處對流換熱系數(shù)h都相同

2、；5）忽略肋片端面的散熱量，認(rèn)為肋端面是絕熱的。（2）將肋片導(dǎo)熱看作是具有負(fù)的內(nèi)熱源的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。數(shù)學(xué)模型：x=0,t=t0內(nèi)熱源強(qiáng)度的確定：對于圖中所示的微元段，肋片導(dǎo)熱微分方程的兩種導(dǎo)出方法：（1）由肋片微元段的熱平衡導(dǎo)出；代入導(dǎo)熱微分方程式，得令?稱為過余溫度。數(shù)學(xué)模型變?yōu)閤=0，?=?0雙曲余弦函數(shù)肋片的過余溫度從肋根開始沿高度方向按雙曲余玄函數(shù)的規(guī)律變化，肋片的過余溫度沿高度方向逐漸降低，mH較小時，溫度降低緩慢；mH較大時，溫度降低較快。一般取0.7

3、從肋根導(dǎo)入的熱量，隨著mH增大，散熱量增加，開始增加迅速，后來越來越緩慢，逐漸趨于一漸近值。（增加肋高的經(jīng)濟(jì)性）2.肋片效率肋片效率定義：肋片的實際散熱量?與假設(shè)整個肋片都具有肋基溫度時的理想散熱量?0之比式中tm、?m分別為肋面的平均溫度和平均過余溫度，t0、?0分別為肋基溫度與肋基過余溫度。由于?m

4、換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h，可見，mH愈大，肋片效率愈低。mHHH（1）上述分析結(jié)果同樣適用于其它形狀的等截面直肋，如圓柱、圓管形肋的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題；（2）如果必須考慮肋端面的散熱，可以將肋端面面積折算到側(cè)面上去，相當(dāng)于肋加高為H+?H，其中對于矩形肋,幾點說明：（4）對于肋片厚度方向的導(dǎo)熱熱阻?/?與表面的對流換熱熱阻1/h相比不可忽略的情況，肋片的導(dǎo)熱不能認(rèn)為是一維的，上述公式不再適用；（5）上述推導(dǎo)沒有考慮輻射換熱的影響，對一些溫差較大的場合，必須加以考慮。（3）上述分析結(jié)果既適用于肋片被加熱的情況，也適用于肋片被冷卻的情況；變截面肋片：在一定散熱量條件下，什么幾何形狀肋的材料

5、消耗量最少？理論分析證明，在一定散熱量的條件下，的具有凹拋物線剖面的肋片最省材料。工程上常采用工藝簡單、性能接近凹拋物線型肋片的三角肋或者梯形肋。工程上常采用工藝簡單、性能接近凹拋物線型肋片的三角肋或者梯形肋。矩形、三角形直肋及矩形環(huán)肋的肋片效率見書中第41、42頁圖2－14、2－15。套管導(dǎo)熱對熱電偶測溫精度的影響熱電偶測量的是測溫套管端部的溫度tH。在穩(wěn)態(tài)情況下，套管端部溫度不等于空氣的溫度，測溫誤差就是套管端部的過余溫度。忽略套管橫截面上的溫度變化，并認(rèn)為端部絕熱，則套管導(dǎo)熱可以看成是等截面直肋的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題。如何減小測溫誤差？HH3.通過肋壁的傳熱過程?tw2tw1?

6、0xt?h1tf1h2tf2??對于兩側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)相差較大的傳熱過程，在表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較小的一側(cè)壁面上加肋（擴(kuò)大換熱面積）是強(qiáng)化傳熱的有效措施。假設(shè)：根據(jù)肋片效率的定義,稱為肋壁總效率。聯(lián)立以上各式，可得ki、ko分別為以光壁面積和以肋壁面積為基準(zhǔn)的傳熱系數(shù)稱為肋化系數(shù)。合理選擇肋化系數(shù)?。接觸熱阻接觸熱阻的定義：由于固體表面之間不能完全接觸而對兩個固體間的導(dǎo)熱過程產(chǎn)生的熱阻，用Rc表示。由于存在接觸熱阻，使兩個接觸表面之間出現(xiàn)溫差接觸熱阻的主要影響因素：(1)相互接觸的物體表面的粗糙度；(2)相互接觸的物體表面的硬度；(3)相互接觸的物體表面之間的壓力等。減小接觸熱阻的措施：拋

7、光、加壓、添加薄膜等。2-5多維導(dǎo)熱問題三種方法：(1)分析解法；(2)數(shù)值解法；(3)形狀因子法。形狀因子法：S稱為形狀因子，t1、t2分別為兩個等溫面的溫度。一些形狀因子的計算公式見書中49頁表2－1。第二章小結(jié)（1）溫度場、溫度梯度、導(dǎo)熱系數(shù)、熱阻、肋片效率等基本概念；（2）付里葉定律的內(nèi)容、表達(dá)式及其適用條件；（5）掌握肋片效率的影響因素及提高肋片效率的方法。（3）掌握導(dǎo)熱問題的數(shù)學(xué)描述方法，能夠正確建立導(dǎo)熱問題的物理模型和數(shù)學(xué)模型；（4）會計算通過平壁、圓筒壁、球殼、肋