[理學(xué)]第2章-導(dǎo)熱理論基礎(chǔ)以及穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱1ppt(編輯修改稿)
2025-03-20 12:47 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (1) 金屬的導(dǎo)熱系數(shù) λ金屬 ≈ 12~ 418 W/(m186。C) 純金屬的導(dǎo)熱：依靠自由電子的遷移和晶格的振動(dòng) 主要依靠前者 金屬導(dǎo)熱與導(dǎo)電機(jī)理一致；良導(dǎo)電體為良導(dǎo)熱體 T ↑? λ ↓ — 晶格振動(dòng)的加強(qiáng)干擾自由電子運(yùn)動(dòng) 10K λcu≈ 12022 W/(m186。C) 15K λcu≈ 7000 W/(m186。C) 合金 ：金屬中摻入任何雜質(zhì)將破壞晶格的完整性， 干擾自由電子的運(yùn)動(dòng) ? λ ↓ 如：常溫下： （黃銅： 70%Cu， 30%Zn） 金屬的加工過(guò)程也會(huì)造成晶格的缺陷 λ合金 λ純金屬 λ純銅 =398W/(m186。C)， λ黃銅 =107W/(m186。C) ? λ ↓ 合金的導(dǎo)熱 ：依靠自由電子的遷移和晶格的振動(dòng)； 主要依靠后者 T ↑? λ ↑ 溫度升高、晶格振動(dòng)加強(qiáng)、導(dǎo)熱增強(qiáng) (2) 非金屬的導(dǎo)熱系數(shù)： 非金屬的導(dǎo)熱 ：依靠晶格的振動(dòng)傳遞熱量；比較小 λ≈ ~ 3W/(m186。C)， 建筑和隔熱保溫材料： T ↑? λ ↑ 大多數(shù)建筑材料和絕熱材料具有多孔或纖維結(jié)構(gòu) 多孔材料的熱導(dǎo)率與密度和濕度有關(guān) ρ ↓ 、 濕度 ↓ ? λ ↓ 保溫材料 ：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，溫度低于 350度時(shí)熱導(dǎo)率 小于 (mK) 的材料（絕熱材料） 保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)界定值的大小反映了一個(gè)國(guó)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(guó) 50年代 80年代 GB427284 90年代 GB42792 ?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(guò)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(guò)微小氣孔的導(dǎo)熱和輻射 超級(jí)保溫材料 采取的方法： （ 1 ） 夾層中抽真空 （減少通過(guò)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 . 同一種物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)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)。 167。 22 導(dǎo)熱微分方程式及定解條件 確定導(dǎo)熱體內(nèi)的溫度分布是導(dǎo)熱理論的首要任務(wù) gr adtq ????傅里葉定律 確定熱流密度的大小，應(yīng)知道物體內(nèi)的溫度場(chǎng) : t = f (x, y, z,τ ) W/(m186。C) 理論基礎(chǔ)：傅里葉定律 + 熱力學(xué)第一定律 一、導(dǎo)熱微分方程的推導(dǎo) 定義 ： 根據(jù)能量守恒定律與傅立葉定律，建立導(dǎo)熱物體中的溫度場(chǎng)應(yīng)滿足的數(shù)學(xué)表達(dá)式，稱為 導(dǎo)熱微分方程 。 假設(shè)： (1) 所研究的物體是 各向同性 的 連續(xù)介質(zhì) (2) 熱導(dǎo)率、比熱容和密度均為已知 (3) 物體內(nèi)具有內(nèi)熱源 ；強(qiáng)度 qv [W/m3]。內(nèi)熱源 均勻分布 ； qv 表示單位體積的導(dǎo)熱體在單位時(shí)間內(nèi)放出的熱量 化學(xué)反應(yīng) 熔化過(guò)程 導(dǎo)熱體內(nèi)取一微元體 Q = ΔU +W 熱力學(xué)第一定律： W = 0, ∴ Q = ΔU dτ 時(shí)間內(nèi)微元體中： [導(dǎo)入與導(dǎo)出凈熱量 ]+ [內(nèi)熱源發(fā)熱量 ]= [熱力學(xué)能的增加 ] 導(dǎo)入與導(dǎo)出凈熱量 ] dτ 時(shí)間內(nèi)、沿 x 軸方向、 經(jīng) x+dx 表面導(dǎo)出的熱量： dQx+dx= qx+dx dydz ?dτ [J] dxxqqq xxdxx ?????dτ 時(shí)間內(nèi)、沿 x 軸方向?qū)肱c導(dǎo)出微元體凈熱量： dτ 時(shí)間內(nèi)、沿 x 軸方向、 經(jīng) x 表面導(dǎo)入的熱量： dQx= qx dydz?dτ [J] [J] ?dd x d y d zxqdQdQ xdxxx ?????
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