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文檔簡介

1、非穩態導熱的分析計算第1頁，共14頁，2022年，5月20日，3點33分，星期四4-1 概 述 1.定義：溫度場隨時間變化2.分類：* 周期性非穩態導熱 * 非周期性非穩態導熱(瞬態導熱)3.目的：* 在加熱或冷卻時，確定物體內部某一位置達到預定溫度所需要的時間，以及在該時間內物體吸收或放出的熱量； * 對物體加熱或冷卻一定時間后，確定物體內部的溫度分布和溫度場隨時間的變化率第2頁，共14頁，2022年，5月20日，3點33分，星期四一溫度均勻的物體，兩側被具有恒定溫度tf的高溫介質所包圍第3頁，共14頁，2022年，5月20日，3點33分，星期四導熱熱阻對流換熱熱阻條件：所需求解的溫度僅為時

2、間的函數而與坐標無關， 即 tf()集總參數分析法(Lumped Parameter Analysis)：壁內各處溫度相差不大，溫度梯度極小，可以把整個導熱系統看作一個處于平均溫度下的物體。4-2 集總參數分析法第4頁，共14頁，2022年，5月20日，3點33分，星期四初始溫度為t被周圍溫度為tf的流體冷卻換熱系數為定值導熱體的平均溫度t一、基本計算公式第5頁，共14頁，2022年，5月20日，3點33分，星期四經d時間后，由于散熱，溫度下降dt。由能量平衡，散熱量導熱體本身內能，即： * 負號是由于dt為負值令過余溫度ttf ，則dtd，代入上式得： d第6頁，共14頁，2022年，5月2

3、0日，3點33分，星期四當V、A、c等為已知定值時，對上式積分得：上式是采用集總參數法求解非穩態導熱問題的基本公式，可用于已知溫度求時間，或反之。 第7頁，共14頁，2022年，5月20日，3點33分，星期四當時間cV(A) 即導熱在此時的過余溫度已下降到初始過余溫度的36.8%cV（A)稱為時間常數c如果導熱體的熱容量(cV)小，換熱條件好(A )大，則單位時間所傳遞的熱量大，導熱體的溫度變化快，將使導熱體的溫度迅速接近流體溫度。第8頁，共14頁，2022年，5月20日，3點33分，星期四當4c= 4cV（A)時，則：工程上習慣認為，4c時導熱體已達到熱平衡狀態。時間常數關系到測溫儀表的響應

4、時間。第9頁，共14頁，2022年，5月20日，3點33分，星期四由式(4-1)可得所以導熱體在單位時間內傳遞給流體的熱量為 W (4-2) 因導熱體被冷卻，故dtd0，加負號以使Q為正值。 第10頁，共14頁，2022年，5月20日，3點33分，星期四利用上式，可得導熱體在0到時間內傳入流體的總熱量： (4-3) 第11頁，共14頁，2022年，5月20日，3點33分，星期四二、計算判斷畢渥數的定義：畢渥數的物理意義：固體的導熱熱阻與對流換熱熱阻之間的對比關系。第12頁，共14頁，2022年，5月20日，3點33分，星期四大平壁: M=1長圓柱(正方形長柱體）: M= 球（正立方體）: M= 表面積第13頁，共14頁，20

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