§2-4通过肋片的导热（续） Φ=hA-th(m) m 2肋效率— 说明了什么情况下能增强换热？ 为了从散热的角度评价加装肋片后换热效果，引进肋效率 实际散热量Φ 肋效率 假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量Φ。 0th(mH) n=m th(mH) hPHO mH hP h2 2h m= → VAA mMs 2H=2δ H 201166→P≈21
2012-10-19 1 §2-4 通过肋片的导热 (续) 2 肋效率——说明了什么情况下能增强换热？ 为了从散热的角度评价加装肋片后换热效果，引进肋效率 0 Φ Φ 实际散热量 肋效率＝ 假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量 mH mH hPH mH m hP th( ) th( ) 0 0 f = = θ θ η l >> δ ⇒ P ≈ 2l A c hP m λ = ⇒ 2 2 3 2 H H h H l h l H A hP mH λ c λ δ λδ = = = th( ) 0 mH m hP Φ = θ ⋅
5 δH=A 肋片的纵截面积 -油4-风点 3 h 3 可见，门与参量 H2 有关，其关条曲线如图2一14所示。 元A 这样，矩形直肋的散热量可以不用(2-38)计算，而直接用图2一14查出 门然后，散热量Φ=门·h(PH)(t。-to) 影响肋片效率的因素：肋片材料的热导率入、肋片表面与周围介 质之间的表面传热条数、肋片的几何形状和尺寸(P、A、H) 2012-10-19 2
2012-10-19 2 2 3 2 1 3 2 2 2 H A h H H h mH L = = λδ λ δ H = AL 肋片的纵截面积 2 3 2 1 H A h L λ 影响肋片效率的因素：肋片材料的热导率 λ 、肋片表面与周围介 质之间的表面传热系数 h、肋片的几何形状和尺寸（P、A、H） 可见， 与参量 有关，其关系曲线如图2－14所示。 这样，矩形直肋的散热量可以不用(2-38)计算，而直接用图2－14查出 然后，散热量 ηf ( ) ( ) f 0 − ∞ Φ =η ⋅ h ⋅ PH ⋅ t t ηf AL Ac
肋片热阻 Φ ≠ hA0o Φ=nhAe R ΦnehA nrhA 2012-10-19 3
2012-10-19 3 0 f θ η hA Φ = 肋片热阻 Φ =ηf hAθ 0 hA hA Rf f 0 f 0 0 1 η θ η θ θ = = Φ =
肋面总效率 肋壁面积：A。=A+A2 two 稳态下换热情况的热平衡方程： D=hA (two-tpo)+hony4 (two-tno) two-tfo 1 A hnn。A。 肋面总 (4+n54)∠ 效率 7。= A 2012-10-19 4
2012-10-19 4 肋面总效率 肋壁面积： Ao = A1 + A2 稳态下换热情况的热平衡方程： 1 2 () () 1 o wo fo o f wo fo wo fo oo o hA t t h A t t t t h A η η Φ= − + − − = o f o A (A A ) 1 η 2 η + = 肋面总 效率 A1 A2 Ai twi two
In-Class Problems 如右图所示的等载面直肋，可以 假设为一维稳态导热，问： (1)是否肋片一定能增强换热？ (2)如果不能，依据是什么？ h,too nA>Ao 换热增强 Omnnnmn. =1- to h,too 2012-10-19 5
2012-10-19 5 In-Class Problems 如右图所示的等截面直肋，可以 假设为一维稳态导热，问： （1）是否肋片一定能增强换热？ （2）如果不能，依据是什么？ η f A > A0 换热增强
§2-4通过肋片的导热（续） 3通过环肋及三角形载面直肋的导热 为了减轻肋片重量、节省材料，并保持散热量基本不变，有时候需 要采用变裁面肋片，环肋及三角形截面直肋是其中的两种。 对于变载面肋片来讲，由于从导热微分方程求得的肋片散热量计算 公式相当复杂，因此，人们仿照等栽面直肋。利用肋片效率曲线来计算 方便多了，书中图2-14和2-15分别给出了三角形直肋和矩形剖面环肋 的效率曲线。 2012-10-19 6
2012-10-19 6 §2-4 通过肋片的导热 (续) 3 通过环肋及三角形截面直肋的导热 为了减轻肋片重量、节省材料，并保持散热量基本不变，有时候需 要采用变截面肋片，环肋及三角形截面直肋是其中的两种。 对于变截面肋片来讲，由于从导热微分方程求得的肋片散热量计算 公式相当复杂，因此，人们仿照等截面直肋。利用肋片效率曲线来计算 方便多了，书中图2－14和2－15分别给出了三角形直肋和矩形剖面环肋 的效率曲线
100 80 H'=H AL=H'8/2 M 8/2 H 60 H'=H+8/2 40 A=H'8 872 20 L⊥⊥L 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 H3[h/(λA)]2 2012-10-19 图2-14 7
2012-10-19 图 7 2－14
100 80 60 t/h1=1 40 色 t2=r2十8/2 5 20 H H'=H+8/2 2A=H'6 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 (H')3[/(AL]V2 2012-10-19 图2-15 8
2012-10-19 图2－15 8
4.通过接触面的导热 接触热阻的产生？ 绝热 当界面上的空隙中充满导热系 数远小于固体的气体时，接触 热阻的影响更突出 当两固体壁具有温差时，接合 处的热传递机理为接触点间的 固体导热和间隙中的空气导热， 对流和辐射的影响一般不大
2012-10-19 9 4. 通过接触面的导热 当界面上的空隙中充满导热系 数远小于固体的气体时，接触 热阻的影响更突出 接触热阻的产生？ 当两固体壁具有温差时，接合 处的热传递机理为接触点间的 固体导热和间隙中的空气导热, 对流和辐射的影响一般不大
接触热阻的影响 t1-t2 绝热 入AB (1)当热流量不变时，接触热阻广较大时，必然 在界面上产生软大温差 (2)当温差不变时，热流量必然随着接触热阻 的增大而下降 (3)即使接触热阻r不是很大，若热流量很大， 界面上的温差仍是不容忽视的 2012-10-19 10
2012-10-19 10 （1）当热流量不变时，接触热阻 r c较大时，必然 在界面上产生较大温差 AB B c A A r t t q λ δ λ δ + + − = 1 2 ( ) 1 2 AB B c A A t t q r λ δ λ δ − = + + （2）当温差不变时，热流量必然随着接触热阻 r c 的增大而下降 （3）即使接触热阻 r c不是很大，若热流量很大， 界面上的温差仍是不容忽视的 接触热阻的影响 t1 t2