传热学传热学HeattransferHeattransfer张靖周能源与动力学院Chapter2FoundationofHeatConduction&SteadyHeatConduction第二章导热基本定律及稳态导热Lecture4Ignoringthermalradiation�Regardingatypicalheattransferprocess固壁辐射对流对流辐射导热考虑辐射换热？传热过程：两流体间通过固体壁面进行的换热�传热过程通常由导热、热对流、热辐射组合形成FocusofThisLecture本讲要点�削弱传热�临界绝热直径�增强传热�肋片及肋面效率2-5临界绝热直径2-5临界绝热直径一、问题的引出T1fT2fTinsλλ2h2h2r1rxrΦ工程上，为减少圆管的散热损失，常在管道外侧覆盖热绝缘层或称隔热保温层覆盖热绝缘层是否在任何情况下都能减少热损失？保温层是否越厚越好？为什么？二、热阻分析�单位长度管道上的总热阻：1ln21ln211221211xxinsldhdddddhRππλπλπ+++=↓↑⇒↑xxxdhdddπ221,ln结论：Rl~dx非单调变化—先减小、后增大；有极小值T1fT2fTinsλλ2h2h2r1rxrΦ给定管道，d1、d2、λ恒定隔热材料，λins恒定内外侧，h1、h2恒定1ln21ln211221211xxinsldhdddddhRππλπλπ+++=Rld2dx极小值dc临界绝热直径：总热阻达到极小值时的热绝缘层外径qld2dxdc极大值d3criticaldiameterofinsulation求极值：1ln21ln211221211xxinsldhdddddhRππλπλπ+++=0112122=−=xxinsxldhddddRππλ08212132232222>=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+−==insdxxinsddxlhdhdddRdccxπλππλ三、临界绝热直径总热阻达到极小值?22hddinscxλ==Rld2dx极小值dcqld2dxdc极大值d3�临界绝热直径只取决于管道外部的对流换热系数和保温材料的导热系数，该值是工程应用中的一个判据。22hdinscλ=22hdinscλ=�临界绝热直径不是管道的外径�临界绝热直径也不是保温层的外径应用判据临界绝热直径与管道直径和保温层厚度无关！应用意义�特定管道及保温材料22hdinscλ=�管道外径与临界绝热直径的关系Rlddcqlddc�d2≥dcd2d2覆盖绝热层肯定减少热损失！应用意义�管道外径与临界绝热直径的关系�d2lxqdd3Rlddcqlddcd2d2当dx在d2与d3范围内时，管道向外的散热量比无绝缘层时更大d3电线,包黑胶布:λins=0.04W/(mK)，hair=10W/(m2K)mm82air==hdc胶布λ有利于散热!一般d2~2mm
