第五讲 木材干燥时的传热、传湿(一).ppt

3.热流量：单位时间内通过单位面积的热量称为热流量。 λ：导热系数，W/（m·K） ：表示温度差在热流方向上长度增量趋于零时的极 限，称为温度梯度，负号表示热流方向（从高到低） 与温度梯度的方向（从低到高）相反。gradt 4.固体与流体之间的热交换形式：导热和对流 过程分为两种：稳定热交换、 不稳定热交换 （1）稳定的热交换：温度场不随时间而变化。 例如，透过干燥室壳体的散热(单层平壁)。由固定温度t1的干燥室介质1，通过室壁向固定温度t2的室外空气2传热。 透过室壁的传热是一种稳定的 导热，用傅立叶公式计算： 室壁内外表面与干燥介质之间 的传热为对流换热，用牛顿公式 计算： （2）不稳定的热交换：温度场随时间而变化。 例如，木材在气体或液体介质中的加热（或冷却）就是在对流换热边界条件下的不稳定导热现象。 木材加热过程中，木材内任意一点的温度变化是用傅立叶偏微分方程来确定： 二、质转移的基本公式 1.扩散(diffusion)：在两种或两种以上的成分所组成的气体或相融的液体内，由于分子运动引起的成分的连续移动，称为扩散。 扩散是质转移方式之一。 干燥时，水分在木材中的扩散包括： 水蒸气穿过细胞腔中空气的扩散；吸着水在细胞壁中的扩散。 2. 扩散流量公式（斐克定律）： 式中 i ——扩散的流量； D ——扩散系数，m2/h或cm2/s，与物质的物理性质、温度及压力有关 ； ——浓度梯度，负号说明扩散方向与浓度（密度）梯度方向相反。 3.等温水分转移的基本规律 下面以热转移规律为基础，推导水分转移公式。 ∵热流量公式可表示为： ∴我们类似地给出湿转移流量的公式： 式中a′为导水系数 c′为比湿 ρ0为绝干密度 θ为湿势， 为湿势梯度。 比湿：当物体进行湿交换时，单位质量的吸湿体当湿势变化1时物体吸湿或解吸的水分量（湿量）。 类似比热， ∵比热的表达式为： ∴根据比湿的定义，可以写出表达式： 式中，W水/W干就是木材的绝对含水率， ∴上式可写成： ∴ 等温水分转移的公式也可写成： 等温水分移动根据物体的含水率场是否随时间而变化又分为 稳定湿交换和不稳定湿交换。 不等温水分转移的公式可写成： * 主要内容： 热转移的基本规律 质转移的基本规律 第五讲 木材干燥时的传热、传湿（一） 转移现象：热流、电流、水流等，都在一个物理场中进行。单位时间内转移的物质的量与转移势差成正比，与转移的行程成反比。 一、热转移的基本公式 1.热转移的三种形式：导热、对流、辐射 2.导热的基本定律（傅里叶定律） 单位时间内在物体内部两等温面间流动的热量，与垂直热流方向的面积F和温度差△t成正比，与等温面间的距离△x成反比： t x t1 t2 b α1 α2 λ t3 t4 1 2 温度场按照是否随时间变化来分类，可分为两类： 稳定温度场和非稳定温度场。 如果温度场中各点的温度不随时间变化，这种温度场则称为稳定温度场，例如当外界环境变化不大，室内供暖设备工况稳定、持续运行较长时间后，此时室内的温度场就可以看作稳定温度场。 当温度场内各点的温度随时间变化时，这种温度场称为非稳定温度场，例如在房间空调刚开机的一段时间内，房间内的温度场就属于非稳定温度场。 在稳定温度场中的导热称为稳定导热，反之，非稳定温度场中的导热称为不稳定导热。 在稳定温度场中，若温度仅在空间一个坐标方向上发生变化，则称为一维稳定温度场，即 t=f(x) 在稳定温度场中，若温度仅在空间两个坐标方向上发生变化，则称为二维稳定温度场，即 t=f(x,y) 一维稳态温度场是最简单的温度分布，是工程技术中应用较多的情况。在我们的学习过程中，也主要以一维稳定温度场作为研究对象。 在温度场中，把同