热阻分析法 Thermal Resistance Method 多层平壁 & 圆筒壁 · 一维稳态导热 电学类比 I = ΔV / R 传热类比 Q̇ = Δt / R ΔV 电压 → Δt 温差 I 电流 → Q̇ 热流率 R 电阻 → R 热阻 点击播放按钮开始学习 →
单层平壁 · 一维稳态导热 平壁 (k, A) L 壁厚 A 截面积 t₁ 高温侧 t₂ 低温侧 t(x) 线性 傅里叶定律 Q̇ = kA(t₁−t₂) / L 导热热阻定义 R = L / (kA) 热阻分析法核心 Q̇ = Δt / R 温差驱动 · 热阻阻碍 · 类比电路 等效热路 t₁ R = L/(kA) t₂
多层平壁 · 一维稳态导热(串联) 层 1 k₁, L₁ 层 2 k₂, L₂ 层 3 k₃, L₃ t₁ t₂ t₃ t₄ 分段线性温度分布 t(x) t₁ t₂ t₃ t₄ Δt₁ Δt₂ Δt₃ 各层热阻 Rᵢ = Lᵢ / (kᵢA) 总热阻(串联相加) R = R₁ + R₂ + R₃ 总热流率 Q̇ = (t₁−t₄) / ΣR Δtᵢ = Q̇·Rᵢ — 热阻越大 → 温降越大 串联热路 t₁ R₁ R₂ R₃ t₄
圆筒壁 · 一维稳态导热 r₁ r₂ t₁ 高温 t₂ 低温 积分求解 · 面积随 r 变化 Q̇ = 2πkL(t₁−t₂) / ln(r₂/r₁) 导热热阻 R = ln(r₂/r₁) / (2πkL) 径向温度分布 · 对数曲线 t₁ t₂ r₁ r₂ A=2πrL 随半径增大 → 对数分布 等效热路 t₁ R=ln(r₂/r₁)/(2πkL) t₂
多层圆筒壁 · 一维稳态导热(串联) r₁ t₁ r₂ t₂ r₃ t₃ r₄ t₄ δ₁ δ₂ δ₃ 管壁 k₁ 保温层 k₂ 外护层 k₃ 各层圆筒壁热阻 Rᵢ = ln(rᵢ₊₁/rᵢ) / (2πkᵢL) R₁ = ln(r₂/r₁) / (2πk₁L) R₂ = ln(r₃/r₂) / (2πk₂L) R₃ = ln(r₄/r₃) / (2πk₃L) 总热阻(串联相加) R = R₁ + R₂ + R₃ Q̇ = (t₁−t₄) / R 蒸汽管道 + 保温层 + 铝皮 = 三层圆筒壁 串联热路 t₁ R₁ R₂ R₃ t₄
总结 · 核心公式对比 多层平壁 L₁,k₁ L₂,k₂ L₃,k₃ 单层热阻 R = L / (kA) 串联总热阻 R = Σ Lᵢ / (kᵢA) 热流率 Q̇ = Δt / R 多层圆筒壁 同心圆筒 单层热阻 R = ln(r₂/r₁) / (2πkL) 串联总热阻 R = Σ ln(rᵢ₊₁/rᵢ)/(2πkᵢL) 热流率 Q̇ = Δt / R 核心:导热 → 电路类比 → Q̇ = Δt / R · 串联热阻直接相加

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