非稳态导热课件.pptVIP

因此 是F0,Bi和函數，即注意：特徵值 特徵數（準則數）2.非穩態導熱的正規狀況對無限大平板當取級數的首項，板中心溫度，誤差小於1%與時間無關若令Q為內所傳遞熱量--時刻z的平均過餘溫度考察熱量的傳遞Q0--非穩態導熱所能傳遞的最大熱量對無限大平板，長圓柱體及球：

及可用一通式表達無限大平板長圓柱體及球此處此處的A，B及函數見P74表3-23正規熱狀況的實用計算方法－擬合公式法對上述公式中的A，B，μ1，J0可用下式擬合式中常數a,b,c,d見P75表3-3a`,b`,c`,d`見P75表3-43正規熱狀況的實用計算方法－線算圖法諾謨圖三個變數，因此，需要分開來畫以無限大平板為例，F00.2時，取其級數首項即可先畫(2)再根據公式(3-23)繪製其線算圖(3)於是，平板中任一點的溫度為同理，非穩態換熱過程所交換的熱量也可以利用（3－24）和（3－25）繪製出。解的應用範圍書中的諾謨圖及擬合函數僅適用恒溫介質的第三類邊界條件或第一類邊界條件的加熱及冷卻過程，並且F00.2§3-4二維及三維問題的求解考察一無限長方柱體(其截面為的長方形)*非穩態導熱§3-1非穩態導熱的基本概念1非穩態導熱的定義物體的溫度隨時間而變化的導熱過程稱非穩態導熱。2非穩態導熱的分類週期性非穩態導熱：物體的溫度隨時間而作週期性的變化瞬態非穩態導熱：物體的溫度隨時間的推移逐漸趨近於恒定的值著重討論瞬態非穩態導熱3溫度分佈：4兩個不同的階段非正規狀況階段(右側面不參與換熱)：溫度分佈顯現出部分為非穩態導熱規律控制區和部分為初始溫度區的混合分佈，即：在此階段物體溫度分佈受t分佈的影響較大正規狀況階段(右側面參與換熱)：當右側面參與換熱以後，物體中的溫度分佈不受to影響，主要取決於邊界條件及物性，此時，非穩態導熱過程進入到正規狀況階段。非正規狀況階段（起始階段）、正規狀況階段、新的穩態導熱過程的三個階段二類非穩態導熱的區別：前者存在著有區別的兩個不同階段，而後者不存在。5熱量變化Φ1－－板左側導入的熱流量Φ2－－板右側導出的熱流量6學習非穩態導熱的目的：(1)溫度分佈和熱流量分佈隨時間和空間的變化規律(2)非穩態導熱的導熱微分方程式：(3)求解方法：分析解法、近似分析法、數值解法分析解法：分離變數法、積分變換、拉普拉斯變換近似分析法：集總參數法、積分法數值解法：有限差分法、蒙特卡洛法、有限元法、分子動力學模擬7、討論物體處於恒溫介質中的第三類邊界條件問題在第三類邊界條件下，確定非穩態導熱物體中的溫度變化特徵與邊界條件參數的關係。已知：平板厚、初溫、表面傳熱係數h、平板導熱係數，將其突然置於溫度為的流體中冷卻。由於面積熱阻與的相對大小的不同，平板中溫度場的變化會出現以下三種情形：（1）這時，由於表面對流換熱熱阻幾乎可以忽略，因而過程一開始平板的表面溫度就被冷卻到。並隨著時間的推移，整體地下降，逐漸趨近於。（2）這時，平板內部導熱熱阻幾乎可以忽略，因而任一時刻平板中各點的溫度接近均勻，並隨著時間的推移，整體地下降，逐漸趨近於。這時，平板中不同時刻的溫度分佈介於上述兩種極端情況之間。（3）與的數值比較接近由此可見，上述兩個熱阻的相對大小對於物體中非穩態導熱的溫度場的變化具有重要影響。為此，我們引入表徵這兩個熱阻比值的無量綱數畢渥數：1）畢渥數的定義：畢渥數屬特徵數（準則數）。2）Bi物理意義：Bi的大小反映了物體在非穩態條件下內部溫度場的分佈規律。3）特徵數（準則數）：表徵某一物理現象或過程特徵的無量綱數。4）特徵長度：是指特徵數定義式中的幾何尺度。§3-2集總參數法的簡化分析1定義：忽略物體內部導熱熱阻、認為物體溫度均勻一致的分析方法。此時，，溫度分佈只與時間有關，即，與空間位置無關，因此，也稱為零維問題。2溫度分佈如圖所示，任意形狀的物體，參數均為已知。將其突然置於溫度恒為的流體中。當物體被冷卻時（tt?）,由能量守恆可知方程式改寫為：