4.2热传导 在概述中简单介绍了热传导是起因于物体内部分子微观运动的一种传热方式，虽然其微观机理 非常复杂，但热 导的宏视规律可用傅立叶定律来描述。由于只有固体中有纯导热，本节只讨论的 对象仅为各向同性、质地均匀固体物质的热传导。 4.2.1有关热传导的基本概念 ·、温度场和等温面 温度场：某一时刻，物体（或空间）各点的温度分布。 t=f,0) 等温面 式中t一某点的温度，℃： x.V.Z- 一某点的坐标 时间。 不稳定温度场：各点的温度随时间而改变的温度场。 1=x,,三，) 稳定温度场：任一点的温度均不随时间而改变的温度场。 1=fx,以，3 等温面：在同一时刻，温度场中所有温度相同的点组成的面。不同温度的等温面不相交。 二、温度梯度 -At 温度梯度：两等温面的温度差△1与其间的垂直距离1之比，在 △n 于零时的极限（即表示温度场内某一点等温面法线方向的温度 t+△ 变化率)。 4.2.2傅立叶定律 温度度与热洗方向的关系 傅立叶定律：某一微元的热传导速率（单位时间内传导的热量） 与该微元等温面的法向温度梯度及该微元的导热面积成正比。 do=-1.d44 式中 do- 热传导速率，W或Js 4_一导热面积，m: alan- -温度梯度，℃m或KUm 一导热系数，表征材料导热性能的物性参数，A越大，导热性能越好，Wm·℃)或 W/m·K)。 用热通量米表不：9一碧一会 维稳态热传导：d0=-4出 42.3导热系数 导热系数定义由傅立叶定律给出： 2= ala 物理意义：温度梯度为1时，单位时间内通过单位传热面积的热通量：导热系数在数值上等于 单位温度梯度下的热通量，入个，导热性能越好。从强化传热来看，选用入大的材料：相反要削弱传 热，选用入小的材料 与相 于物质的结构及组。 子微观运动的宏观表现，与分子运动和分子间相互作用力有关，数值大小取决 各种物质的导热系数可用实验测定。常见物质可查手册。 1 4.2 热传导 在概述中简单介绍了热传导是起因于物体内部分子微观运动的一种传热方式，虽然其微观机理 非常复杂，但热传导的宏观规律可用傅立叶定律来描述。由于只有固体中有纯导热，本节只讨论的 对象仅为各向同性、质地均匀固体物质的热传导。 4.2.1 有关热传导的基本概念 一、温度场和等温面 温度场：某一时刻，物体（或空间）各点的温度分布。 t = f (x, y,z, ) 式中t ── 某点的温度，℃； x,y,z ── 某点的坐标；  ── 时间。 不稳定温度场：各点的温度随时间而改变的温度场。 t = f (x, y,z, ) 稳定温度场：任一点的温度均不随时间而改变的温度场。 t = f ( x, y,z) 等温面：在同一时刻，温度场中所有温度相同的点组成的面。不同温度的等温面不相交。 二、温度梯度 温度梯度：两等温面的温度差t 与其间的垂直距离n 之比，在 n 趋于零时的极限（即表示温度场内某一点等温面法线方向的温度 变化率）。 n t n t gradt n   =   =  →0 lim  4.2.2 傅立叶定律 傅立叶定律：某一微元的热传导速率（单位时间内传导的热量） 与该微元等温面的法向温度梯度及该微元的导热面积成正比。 dQ dA t n = −    式中 dQ ── 热传导速率，W 或 J/s； dA ── 导热面积，m2 ； t/n ── 温度梯度，℃/m 或 K/m；  ── 导热系数，表征材料导热性能的物性参数，越大，导热性能越好，W/(m·℃)或 W/(m·K)。 用热通量来表示： q Q A t n = = − d d    一维稳态热传导： dx dt dQ = −dA 4.2.3 导热系数 导热系数定义由傅立叶定律给出：    = − q t / n 物理意义：温度梯度为 1 时，单位时间内通过单位传热面积的热通量；导热系数在数值上等于 单位温度梯度下的热通量，   ，导热性能越好。从强化传热来看，选用大的材料；相反要削弱传 热，选用小的材料。 与相似，是分子微观运动的宏观表现，与分子运动和分子间相互作用力有关，数值大小取决 于物质的结构及组成、温度和压力等因素。 各种物质的导热系数可用实验测定。常见物质可查手册。 t1 t2 t1>t2 等温面 Q 温度梯度与热流方向的关系 n Q dA t t-t t+t