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1、一、通过平壁的稳态导热1.单层平壁单层平壁物理问题：有一个厚度为物理问题：有一个厚度为，面积为，面积为A的大平壁，两侧分别保持温度为的大平壁，两侧分别保持温度为t1、t2不变，已知平壁的导热系数不变，已知平壁的导热系数为常数，试确定平壁内的为常数，试确定平壁内的温度分布温度分布和通过平壁的和通过平壁的导热量导热量。数学描写数学描写:导热微分方程导热微分方程 定解条件定解条件第1页/共13页温度分布温度分布:通过平壁的热流量和热流密度通过平壁的热流量和热流密度第2页/共13页平壁导热热阻平壁导热热阻:第3页/共13页2.2.多层平壁多层平壁第4页/共13页 例题例题1 由三层相同厚度，不同材料组
2、成的大平壁，由三层相同厚度，不同材料组成的大平壁，其温度分布如图所示，哪种材料的保温性能其温度分布如图所示，哪种材料的保温性能好？好？材料材料3的保温性能最好的保温性能最好保温性能？保温性能？厚度相同厚度相同 分析：分析：第5页/共13页例题例题2一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖组成，厚度分别为一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖组成，厚度分别为200mm和和100mm，导，导热系数分别为热系数分别为0.8W/(mK)和和0.5W/(mK)，炉墙内外侧壁面温度分别为，炉墙内外侧壁面温度分别为700和和50，试计算：，试计算：（1）该炉墙单位面积的热损失；）该炉墙单位面积的热损失；（2）若以导热系数为）
3、若以导热系数为0.11W/(mK)的保温板代替红砖，其它条件不变，为的保温板代替红砖，其它条件不变，为了使炉墙单位面积热损失低于了使炉墙单位面积热损失低于1kW/m2，至少需要用多厚的保温板？，至少需要用多厚的保温板？分析：分析：通过两层平壁的稳态导热问题。通过两层平壁的稳态导热问题。（1）该炉墙单位面积的热损失）该炉墙单位面积的热损失第6页/共13页（2）由已知）由已知一炉墙内层由耐火砖、外层由保温板组成，耐火砖厚度为一炉墙内层由耐火砖、外层由保温板组成，耐火砖厚度为200mm，导热系，导热系数分别为数分别为0.8W/(mK)，保温板导热系数为，保温板导热系数为0.11W/(mK)，炉墙内外
4、侧壁面，炉墙内外侧壁面温度分别为温度分别为700和和50，为了使炉墙单位面积热损失低于，为了使炉墙单位面积热损失低于1kW/m2，至少，至少需要用多厚的保温板？需要用多厚的保温板？解得解得第7页/共13页二、通过圆筒壁的稳态导热物物理理模模型型:已知一单层圆筒壁，其内、外半径分别为 r1、r2，长度为l，内、外壁面维持均匀恒定的温度t1、t2，材料的导热系数 为常数，确定圆筒壁内的温度分布和通过圆筒壁的热流量。1.1.沿半径方向定性的温度分布？沿半径方向定性的温度分布？2.2.温度分布表达式？温度分布表达式？第8页/共13页二、通过圆筒壁的稳态导热3.通过圆筒壁的热流量通过圆筒壁的热流量温度分
5、布温度分布:4.通过多层圆筒壁的热流量？通过多层圆筒壁的热流量？圆筒壁的导热热阻圆筒壁的导热热阻第9页/共13页例题例题3厂房内有一外径为厂房内有一外径为140mm蒸汽管道，其外侧敷设有厚度为蒸汽管道，其外侧敷设有厚度为30mm的保温材料，的保温材料，保温层内侧壁温为保温层内侧壁温为350，保温层外侧壁温为，保温层外侧壁温为50，保温层材料的导热系数，保温层材料的导热系数为为0.1 W/(mK)，试计算该蒸汽管道单位长度上的导热量。，试计算该蒸汽管道单位长度上的导热量。分析：分析：通过单层圆筒壁的稳态导热问题。通过单层圆筒壁的稳态导热问题。第10页/共13页练习1.一炉子的炉墙厚30cm，总面
6、积120m2，平均导热系数1.2 W/(mK)，内、外壁温分别为800和50。试计算通过炉墙的热损失。2.有一根蒸汽管道，外径为150mm，在外敷设导热系数为0.12 W/(mK)的保温材料。若已知正常情况下，保温层内、外表面温度分别为250、40。为使单位长度的热损失不大于160W/m，问保温层的厚度多少才能满足要求？第11页/共13页练习3.热热电电厂厂中中有有一一水水平平放放置置的的蒸蒸汽汽管管道道，内内径径为为98 mm，壁壁厚厚 5mm，钢钢管管材材料料的的导导热热系系数数为为 45W/(m K)，外外包包厚厚度度为为 70mm厚厚的的保保温温层层，保保温温材材料料的的导导热热系系数数为为 0.05W/(m K)。管管内内蒸蒸汽汽温温度度为为 300，管管内内表表面面传传热热系系数数为为150 W/(m2 K)，保保温温层层外外表表面面传传热热系系数数为为8 W/(m2 K)，周周围围空空气气的的温温度度为为20。试计算单位长度蒸汽管道的散热损失。试计算单位长度蒸汽管道的散热损失 及管道保温层外壁面的温度。及管道保温层外壁面的温度。第12页/共13页谢谢您的观看！第13页/共13页