第二章传热习题课.ppt

第二章 传热——复习与习题 能全部吸收辐射能，即吸收率A=1的物体，称为黑体或绝对黑体； 能全部反射辐射能，即反射率R=1的物体，称为镜体或绝对白体； 能透过全部辐射能，即透过率D=1的物体，称为透热体。一般单原子气体和对称的双原子气体均可视为透热体。 一般来说，固体和液体都是不透热体，即D=0，A+R=1。气体则不同，其反射率R=0。A+D=1。 解：冷却水用量 Ｗh ＣP h (Ｔ1 -Ｔ2 )＝Ｗc ＣP c (ｔ2 -ｔ1 ) 3500×2.38×(100-60)＝Ｗc× 4.17×(50-40) Ｗc ＝7990Kg/h Δｔ逆＝(50-20)／ｌｎ(50/20)＝32.75℃ Δｔ并＝(60-10)／ｌｎ(60/10)＝27.93℃ Ｑ＝ＫＡΔｔm Ｑ＝7990×4.17×(50-40)=3.332×１０5KJ/h ∴ Ａ逆＝3.332×１０5/[(2000/1000)×32.75×3600]＝1.41 (m2) πｄ0 L＝1.41 3.14×0.18×L＝1.41 ∴ L逆＝2.5 (m ) Ａ并＝3.332×１０5/[(2000/1000)×27.93×3600]＝1.66 (m2) 3.14×0.18×L并＝1.66 ∴ L并＝2.93 (m ) * * 传 热–––基本概念和基本理论 传热是由于 引起的能量转移，又称热传递。由热力学第二定律可知，凡是有温度差存在时，就必然发生热从高温处传递到低温处。 根据传热机理的不同，热传递有三种基本方式： 、 和 。热传导是物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递；热对流是流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程（包括由流体中各处的温度不同引起的自然对流和由外力所致的质点的强制运动引起的强制对流），流体流过固体表面时发生的对流和热传导联合作用的传热过程称为对流传热；热辐射是因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。任何物体只要在绝对零度以上，都能发射辐射能，只是在高温时，热辐射才能成为主要的传热方式。传热可依靠其中的一种方式或几种方式同时进行。 传热速率Q是指单位时间通过传热面的热量（W）；热流密度q是指每单位面积的传热速率（W/m2）。 热传导 导热基本方程––––傅立叶定律 λ––––导热系数，表征物质导热能力的大小，是物质的物理性质之一，单位为W/（m·K）。纯金属的导热系数一般随温度升高而降低，气体的导热系数随温度升高而增大。 式中负号表示热流方向总是和温度梯度的方向相反。 2．平壁的稳定热传导 单层平壁： 多层（n层）平壁： 公式表明导热速率与导热推动力（温度差）成正比，与导热热阻（R）成反比。 由多层等厚平壁构成的导热壁面中所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈小，其两侧的温差愈小，但导热速率相同。 n T dS dQ ? ? - = l 注意食品物料中水分的多少对导热系数的影响 ? ? = + = = + - = - = n 1 i i 1 1 1 1 1 R q n n i i i i n T T b T T l 圆筒壁的稳定热传导 单层圆筒壁： 1 2 2 1 ln 2 r r T T L Q - = l p ? = = + + - = n i i i i i n r r T T L Q 1 1 1 1 ln 1 ) ( 2 l p n层圆筒壁 一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果会降低，主要原因是因水的导热系数大于保温材料的导热系数，受潮后，使保温层材料导热系数增大，保温效果降低。 二、对流传热 α––––对流传热系数，单位为：W/（m2·K） -------- 牛顿冷却定律。 表示自然对流影响