传热学多媒体教学辅助系统（赵镇南）4.1 非稳态导热基本概念.pptVIP

第四章 4.1节 （8） * 第 4 章 非稳态导热 在自然界和工程应用中，存在着大量温度随时间变化的非稳态导热过程.如： 热力发动机启动、暖机、变工况和停机过程中 机械零部件进行加热、冷却或热处理时 自然界四季和一天中气温循环往复地变化 注意： 导热的基础理论对稳态和非稳态问题都适用 傅里叶定律表达的热流量是某时刻的瞬时值 第四章 4.1节 （8） * 4.1 非稳态导热的基本概念 4.1.1 非稳态导热问题的类型 瞬态导热（transient conduction）: 物体内温度随时间连续升高（加热过程）或连续下降（冷却过程），直至逐渐趋近于某个新的平衡温度值 周期性导热（periodic unsteady conduction）:多半由边界条件的周期性变化引起 第四章 4.1节 （8） * 求解瞬态导热问题的两个主要目的: 确定物体内某给定位置达到预定温度所需要的时间，以及在这段时间内热源所提供的总热量 ?? 为拟定加热或冷却工艺条件提供必要的依据 确定经历一定时间后，物体内温度场的分布状态以及它相对时间的变化速率 ??掌握物体内的温度分布状况并校核热应力 第四章 4.1节 （8） * 4.1.2 瞬态导热过程的基本特征 试分析：无限大平壁一侧流体温度突然跃升，另一侧温度不变，整个平壁经历的温度变化过程。 第四章 4.1节 （8） * 瞬态导热过程热量传递的基本特征： 1.平壁内一定位置在瞬态过程开始后一定时间才出现温度变化，这种现象叫做热量传递的 “滞后效应”。 2.平壁内任何位置都经历了温度升高，即热力学能（内能）的蓄存过程。 注意：?3 时刻特指温度扰动刚刚传到平壁右表面 的那个时刻，称为穿透时间； 第四章 4.1节 （8） * 与导热相伴随的蓄热过程分析 : 整个非稳态导热就是在这种一边导热、一边蓄热（同时发生）的过程中进行的 同一时刻通过平壁内任何两个与热流方向垂直截面的热流密度都不相等 第四章 4.1节 （8） * 传入平壁的净热量？ 两条线所夹的面积代表平壁在整个瞬态过程中蓄存的总热量。 第四章 4.1节 （8） * 瞬态导热过程热量传递的基本特征： 3. 整个瞬态导热过程分成具有不同特点的两个阶段，即 初始阶段 ( initial regime ) 和 正规状况阶段（ regular regime），初始阶段也可以称为非正规状况阶段。 下一节