2013-第4章非稳态导热.pdf

第第44章章 非稳态导热非稳态导热 主讲主讲：帅永帅永 shuaiyong@. 航空航天热物理研究所 本章的主要内容 htthttp://i// shhuaiiyong@hit@ 航空航天热物理研究所航空航天热物理研究所 4.1 非稳态导热的基本概念 4.2 第一类边界条件下一维非稳态 4.3 伴有相变边界的一维非稳态 4.4 第三类边界条件下一维非稳态 4.5 二维及三维非稳态导热 本章的主要内容 htthttp://i// shhuaiiyong@hit@ 航空航天热物理研究所航空航天热物理研究所 4.6 集总参数法 4.7 不同形状物体加热或冷却速度 的比较的比较 4.8 集中热源作用下的非稳态导热 4.1 非稳态导热的基本概念 htthttp://i// shhuaiiyong@hit@ 航空航天热物理研究所航空航天热物理研究所 一、研究研究的意义 工程应用 机组启动、停止、变工况等。急剧的温度变化会使 部件因热应力，或热变形而破坏。 制造工艺中的加热、冷却、熔化、凝固等 锅炉点火不能太急（锅炉汽包） 发动机工况急剧变化发动机工况急剧变化 （（不利不利）） 因此需要确定物件内部随时间变化的温度场 4.1 非稳态导热的基本概念 htthttp://i// shhuaiiyong@hit@ 航空航天热物理研究所航空航天热物理研究所 一、研究研究的意义 钢制工件钢制工件的的热处理热处理是是一个典型的非稳态导热个典型的非稳态导热 过程过程，掌握工件中温度变化的速率是控制工掌握工件中温度变化的速率是控制工 件热处理质量的重要因素件热处理质量的重要因素；；金属在加热炉内金属在加热炉内 加热时，要确定它在炉内停留的时间，以保 证达到规定的中心温度。 4.1 非稳态导热的基本概念 htthttp://i// shhuaiiyong@hit@ 航空航天热物理研究所航空航天热物理研究所 二二、两大类两大类：：周期性周期性、非周期性非周期性 周期性：特点是物体中各点温度随时间作周期性 变化。如：建筑物一昼夜的温度变化，电冰箱的 间断冷却间断冷却，，回转式转式空气预热气预热器。 非周期性：特点是物体中各点温度随时间不断地 增加或减少，越来越接近四周介质的温度。如： 工件的淬火，铸件的冷却，热动力设备起停时部 件的温度变化。 4.1 非稳态导热的基本概念 htthttp://i// shhuaiiyong@hit@ 航空航天热物理研究所航空航天热物理研究所 几种典型非稳态导热过程的温度变化率几种典型非稳态导热过程的温度变化率 4.1 非稳态导热的基本概念 htthttp://i// shhuaiiyong@hit@ 航空航天热物理研究所航空航天热物理研究所 二二、非稳态导热的特征非稳态导热的特征 t 一平板平板，，初始温度均匀初始温度均匀 t t ff ff 等于室温t ，放入t 为常 0 f