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1、计算所研究过程中传递的计算所研究过程中传递的热流量热流量预测物体中的预测物体中的温度分布温度分布在在理解物理机理理解物理机理的基础上，的基础上，通过通过数学处理数学处理或或实验测定实验测定预测温度分布。预测温度分布。第二章内容概要第二章内容概要u2-22-2导热问题的数学描写导热问题的数学描写uu2-42-4通过肋片的导热通过肋片的导热u2-32-3典型典型一维稳态导热问题的分析解一维稳态导热问题的分析解（平壁、圆筒壁、球壳、变截面物体）（平壁、圆筒壁、球壳、变截面物体）u2-12-1导热基本定律导热基本定律uu2-52-5具有内热源的一维导热具有内热源的一维导热2-1 2-1 导热基本定律导
2、热基本定律u几个术语几个术语p温度场、等温线温度场、等温线/面、温度梯度、面、温度梯度、热流密度热流密度u基本定律基本定律傅立叶定律傅立叶定律 Fouriers lawp表达式、各项意义（导热系数表达式、各项意义（导热系数）导热体在导热体在各个时刻各个时刻各点温度各点温度所组成的集合。所组成的集合。稳态温度场稳态温度场非稳态温度场非稳态温度场温度场（温度场（Temperature field）温度场一般是时间和空间的函数：温度场一般是时间和空间的函数：直角坐标系中，直角坐标系中，温度场习惯上用温度场习惯上用等温线（面）图等温线（面）图来表示。来表示。等温线等温线(面面)定义：定义：同一时刻，物
3、体中温度相同的点连成的同一时刻，物体中温度相同的点连成的线（或面），分别对二维和三维而言。线（或面），分别对二维和三维而言。特点：特点：(1)(1)不可能相交；不可能相交；(2)(2)在连续的温度场中，只能在连续的温度场中，只能终止在物体的边界终止在物体的边界上上或者完全封闭；或者完全封闭；(3)(3)在相邻等温线间的温度间隔相等时，其疏密可在相邻等温线间的温度间隔相等时，其疏密可反映出不同区域反映出不同区域热流密度热流密度的相对大小的相对大小温度梯度温度梯度直角坐标系直角坐标系：定义：定义：u温度梯度是矢量温度梯度是矢量u温温度度梯梯度度的的方方向向：两两条条等等温温线线间间温温度度变变化化
4、最最剧剧烈且烈且温度升高温度升高的方向的方向导热基本定律导热基本定律(Fouriers law）数学表达式：数学表达式：文文字字表表达达：在在导导热热过过程程中中，单单位位时时间间内内通通过过给给定定截截面面的的导导热热量量，正正比比于于垂垂直直该该截截面面方方向向上上的的温温度度变变化化率率和和截截面面积积，而而热热量量传传递递的的方方向向则则与与温度升高的方向相反。温度升高的方向相反。通过平板的一维导热通过平板的一维导热通过平板的一维导热通过平板的一维导热导热基本定律导热基本定律(Fouriers law）直角坐标系中：直角坐标系中：一般形式的数学表达式（矢量表达式）：一般形式的数学表达式
5、（矢量表达式）：导热基本定律导热基本定律理解理解u负号：热量传递方向与温度升高方向相反负号：热量传递方向与温度升高方向相反u热流方向总是与等温线（面）垂直热流方向总是与等温线（面）垂直导热基本定律导热基本定律u实验定律，普适性实验定律，普适性是否变物性、有无内热源、几何形状、是否稳态、是否变物性、有无内热源、几何形状、是否稳态、物质的形态物质的形态-固液气固液气u引引起起物物体体内内及及物物体体间间热热量量传传递递的的根根本本原原因因：温度梯度温度梯度理解理解u 傅里叶定律只适用于傅里叶定律只适用于各向同性材料各向同性材料同一地点各个方向同一地点各个方向是相同的是相同的导热基本定律导热基本定律
6、已知物体内已知物体内温度分布温度分布，则可由则可由傅立叶定律傅立叶定律求得求得热流量热流量/热流密度热流密度理解理解导热系数导热系数定义式：定义式：单位温度梯度作用下物体内所产生的热流密度单位温度梯度作用下物体内所产生的热流密度表征物质导热能力大小。表征物质导热能力大小。物理意义物理意义：热导率热导率u大小与物质种类和热力状态（大小与物质种类和热力状态（P P、T T）有关。）有关。u物质的重要热物性参数，实验测定物质的重要热物性参数，实验测定注意注意不同物质热导率的差异：构造差别、导热机理不同。不同物质热导率的差异：构造差别、导热机理不同。（见课本图（见课本图2-3）气体的热导率气体的热导率
7、气气体体的的导导热热：由由于于分分子子不不规规则则的的热热运运动动和和相相互互碰撞时发生的能量传递碰撞时发生的能量传递气体的热导率：气体的热导率：基本不随压力变化基本不随压力变化随温度升高而增大随温度升高而增大液体的热导率液体的热导率液体的导热液体的导热：（两种观点）：（两种观点）主要依靠晶格的振动，类似非导电固体主要依靠晶格的振动，类似非导电固体 ；主要依靠分子的运动，类似气体。主要依靠分子的运动，类似气体。液体的热导率：液体的热导率：随压力的升高而增大随压力的升高而增大在在不不同同温温度度下下，热热导导率率随随温温度度的的变变化化规规律律不不一样一样纯金属的热导率纯金属的热导率纯金属的导热：纯金属的导热：主要依靠自由电子的运动。主要依靠自由电子的运动。金属导热与导电机理一致；金属导热与导电机理一致；良导电体为良导热体：良导电体为良导热体：非金属的热导率非金属的热导率非非金金属属的的导导热热：依依靠靠晶晶格格的的振振动动传传递递热热量量；比较小比较小建筑隔热保温材料：建筑隔热保温材料：大多数建筑材料和绝热材料具有多孔或纤维结构大多数建筑材料和绝热材料具有多孔或纤维结构多孔材料的热导率与密度和湿度有关多孔材料的热导率与密度和湿度有关