(化工原理)第二节 热传导

平壁的热传导-3
当x=0时,t=t1x=b时,t=t2,且t1>t2,则积 分可得
平壁的热传导-4
平壁的热传导-5
当λ为常数时，平壁内温度分布为直线 当λ 为温度的函数时，平壁内的温度分布为
曲线
二 多层平壁热传导
假设层与层之间接触良好， 即相接触的两表面温度相同 在稳定热时，过各层的导 速率应相等，即：
化工原理的计算中,经常采用对数平均值。当两个变 量的比值等于2时,使用算术平均值的误差仅为4%,是 工程计算可以接受的。
三、多层圆筒壁的热传导
假设
各层间接触良好 各层的导热系数分别
为λ1、λ2和λ3 厚度分别为b1=(r2-rl)、
b2=(r3-r2) b3=(r4-r3)。
圆筒壁的热传导-6
式中 y——气体混合物中组分的摩尔分率 M——气体混合物中组分的分子量,kg/kmol。
4-2-3 平壁的热传导-1
一、单层平壁的热传导 假设
平壁材料均匀,导热系数λ不随温度而变 平壁内的温度仅沿垂直于壁面的 xΒιβλιοθήκη Baidu向变化,
因此等温面是垂直于x 轴的平面； 平壁面积与厚度相比
是很大的,故从壁的 边缘处损失的热可 以忽略。
S——等温表面的面积，m2 λ——比例系数，称为导热系数，W/（m•℃）。
4-2-2 导热系数-1
导热系数λ是物质的物理性质之一。导 热系数的数值和物质的组成、结构、密 度、温度有关。
导热系数通常用实验方法测定。 金属的导热系数最大，非金属的固体次 之，液体的较小，而气体的最小。
导热系数-2
一、 固体的导热系数 λ=λ0（1+αˊt）
式中 λ——固体在温度为t℃是的导热系数，W/（m•℃） λ0——固体在0度时的导热系数,W/(moC) αˊ——常数,又称温度系数,对大多数的金属材料,为负值,而对大
多数的非金属材料,为正值,1/℃。
导热系数-3
二、液体的导热系数 金属液体高和非金属液体低。
第 二 节 热传导
基本概念和傅立叶定律-3
等温面
等温面彼此不可能相交
温度梯度
基本概念和傅立叶定律-4
二 傅立叶（Fourier）定律
傅立叶定律是热传导的基本定律，表示通过等温表 面的热传导速率与温度梯度及传热面积成正比。
式中 Q——导热速率，即单位时间内传导的热，是 与温度梯度方向相反的向量，W；
圆筒壁的热传导-7
对于n层圆筒壁
有机化合物的水溶液的导热系数估算式为：
式中α——组分的质量分率 （下标 m 示混合液。下标i表示组分的序号） 有机化合物的互溶混合液的导热系数估算式 为：
导热系数-4
三、气体的导热系数
气体的导热系数随温度升高而增大。 气体的导热系数很小,对导热不利;但是有利
于保温、绝热。
常压下气体混合物的导热系数
Q=Q1=Q2=Q3
平壁的热传导-7
平壁的热传导-8
总推动力为各层温度差之和,即总温度 差 ，总热阻为各层热阻之和。
4-2-4 圆筒壁的热传导-1
一、单层圆筒壁的热传导
圆筒壁的热传导-2
式中 rm—— 圆筒壁对数平均半径 ,m; Sm——圆筒璧的内、外表面的对数平均面积,m2
圆筒壁的热传导-4