高等传热学 第一章导热理论及一维稳态导热 研究目的： 1)确定K,,,) 为选材料、热变形、热应 力的研究提供理论依据 2)确定传热速率q◆ 控制传热 研究思路： 基本物理现象 导热基本定律◆ 建立导热微分方程 单值条件 解析解 求解 数值解 近似解 积分或图解等
高等传热学 §1-1导热及付里叶定律 一、导热 物理现象 宏观：温度不同的各部分物质仅仅由于直接接触， 没有相对运动时，所发生的能量传递现象 微观：微观粒子运动或碰撞的结果 气体一分子碰撞 金属一电子自由运动和原子振动的弹性波 非金属固体一原子振动弹性波 液体、介电质一粒子振动弹性波 关于导热系数的确定：参考“热物性学
高等传热学 二、付里叶定律 1804年毕渥（Biot)首先从经验提出： ,导热系数为常数 w/m" 8 1822年付里叶对入≠常数，提出一个公式： g=-九 △t a1 w/m g=-=-igradt 适用范围： On 1) “”可以是温度函数 4)只适用于导热介质是连续介质 2)适用于一、二、三维 5)只适用各向同性物体 3)适用于稳态与非稳态导热问题 注：不适用于接触热阻及多孔物质，多孔物质只能用名誉导热系数
高等传热学 三、各向异性材料的导热 各向异性材料：材料导热系数在空间的各个方向上不相同 各向异性材料：晶体材料、木材、石墨、沉积岩、层压的复合材料、由 硅钢片叠加而成的铁心 qx:取决于沿x,y,z三个方向的温度梯度的线性组合 直角坐标系 & -qx=Axx ax +入y影+ +w -9y=1yx0 at Axy Axz q =-Agradt -q2=1zx0 +w +z dt Azy λzz
高 等 传 热 学 三、各向异性材料的导热 各向异性材料：材料导热系数在空间的各个方向上不相同 各向异性材料：晶体材料、木材、石墨、沉积岩、层压的复合材料、由 硅钢片叠加而成的铁心 𝒒𝒙 :取决于沿x，y，z三个方向的温度梯度的线性组合 −𝑞𝑥= 𝜆𝑥𝑥 𝜕𝑡 𝜕𝑥 + 𝜆𝑥𝑦 𝜕𝑡 𝜕𝑦 +𝜆𝑥𝑧 𝜕𝑡 𝜕𝑧 −𝑞𝑦= 𝜆𝑦𝑥 𝜕𝑡 𝜕𝑥 + 𝜆𝑦𝑦 𝜕𝑡 𝜕𝑦 +𝜆𝑦𝑧 𝜕𝑡 𝜕𝑧 −𝑞𝑧 = 𝜆𝑧𝑥 𝜕𝑡 𝜕𝑥 + 𝜆𝑧𝑦 𝜕𝑡 𝜕𝑦 +𝜆𝑧𝑧 𝜕𝑡 𝜕𝑧 直角坐标系 𝒒 = −𝜦𝑔𝑟𝑎𝑑𝑡 𝜦 = 𝜆𝑥𝑥 𝜆𝑥𝑦 𝜆𝑥𝑧 𝜆𝑦𝑥 𝜆𝑦𝑦 𝜆𝑦𝑧 𝜆𝑧𝑥 𝜆𝑧𝑦 𝜆𝑧𝑧
高等传热学 三、各向异性材料的导热 00 图1-10 各向异性材料中的二维导热
高 等 传 热 学 三、各向异性材料的导热