《非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱--講義.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱一、非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱基本概念二、一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的解析解三、半無(wú)限大物體的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱一、非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱基本概念1非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的定義.2非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的分類周期性非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱(定義及特點(diǎn))瞬態(tài)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱(定義及特點(diǎn))物體溫度隨時(shí)間變化的導(dǎo)熱過(guò)程。物體的溫度隨時(shí)間的推移逐漸趨近于恒定的值。物體的溫度隨時(shí)間而作周期性的變化?！赜懻撍矐B(tài)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱3溫度分布：4兩個(gè)不同的階段非正規(guī)狀況階段(不規(guī)則情況階段)正規(guī)狀況階段(正常情況階段)溫度分布主要取決于邊界條件及物性溫度分布主要受初始溫度分布控制非正規(guī)狀況階段（起始階段）、正規(guī)狀況階段、新的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程

2、的三個(gè)階段：5熱量變化Φ1－－板左側(cè)導(dǎo)入的熱流量Φ2－－板右側(cè)導(dǎo)出的熱流量(1)溫度分布和熱流量分布隨時(shí)間和空間的變化規(guī)律(2)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的導(dǎo)熱微分方程式：(3)求解方法：分析解法、近似分析法、數(shù)值解法分析解法：分離變量法、積分變換、拉普拉斯變換近似分析法：集總參數(shù)法、積分法數(shù)值解法：有限差分法、蒙特卡洛法、有限元法、分子動(dòng)力學(xué)模擬6非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱求解：7畢渥數(shù)如圖所示，存在兩個(gè)換熱環(huán)節(jié)：?tfhxtd0a流體與物體表面的對(duì)流換熱環(huán)節(jié)b物體內(nèi)部的導(dǎo)熱(1)畢渥數(shù)的定義：無(wú)量綱數(shù)當(dāng)時(shí)，，因此，可以忽略對(duì)流換熱熱阻當(dāng)時(shí)，，因此，可以忽略導(dǎo)熱熱阻

3、？？(2)Bi數(shù)對(duì)溫度分布的影響(3)無(wú)量綱數(shù)的簡(jiǎn)要介紹基本思想：當(dāng)所研究的問(wèn)題非常復(fù)雜，涉及到的參數(shù)很多，為了減少問(wèn)題所涉及的參數(shù)，于是將這樣一些參數(shù)組合起來(lái)，使之能表征一類物理現(xiàn)象，或物理過(guò)程的主要特征，并且沒(méi)有量綱。因此，這樣的無(wú)量綱數(shù)又被稱為特征數(shù)，或者準(zhǔn)則數(shù)，比如，畢渥數(shù)又稱畢渥準(zhǔn)則。以后會(huì)陸續(xù)遇到許多類似的準(zhǔn)則數(shù)。特征數(shù)涉及到的幾何尺度稱為特征長(zhǎng)度，一般用符號(hào)l表示。對(duì)于一個(gè)特征數(shù)，應(yīng)該掌握其定義式和物理意義，以及定義式中各個(gè)參數(shù)的意義。二、一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的分析解1.無(wú)限大的平板的分析解λ=consta=consth=con

4、st因兩邊對(duì)稱，只研究半塊平壁此半塊平板的數(shù)學(xué)描述：導(dǎo)熱微分方程初始條件邊界條件(對(duì)稱性)引入變量－－過(guò)余溫度令微分方程為：用分離變量法可得其分析解為：若令則上式可改寫為：*μn為下面超越方程的根為畢渥準(zhǔn)則數(shù)，用符號(hào)Bi表示因此是F0,Bi和　函數(shù)，即2.非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的正規(guī)狀況對(duì)無(wú)限大平板當(dāng)　　　取級(jí)數(shù)的首項(xiàng)，板中心溫度，誤差小于1%與時(shí)間無(wú)關(guān)3正規(guī)熱狀況的實(shí)用計(jì)算方法－線算圖法諾謨圖三個(gè)變量，因此，需要分開來(lái)畫以無(wú)限大平板為例，F(xiàn)0>0.2時(shí)，取其級(jí)數(shù)首項(xiàng)即可(2)先畫(2)再根據(jù)繪制其線算圖(3)于是，平板中任一點(diǎn)的溫度為三、半無(wú)限大

5、物體的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱半無(wú)限大物體的概念引入過(guò)余溫度問(wèn)題的解為誤差函數(shù)無(wú)量綱變量誤差函數(shù)：令令　　　　　若即　　可認(rèn)為該處溫度沒(méi)有變化幾何位置若對(duì)一原為2δ的平板，若即可作為半無(wú)限大物體來(lái)處理時(shí)間若對(duì)于有限大的實(shí)際物體，半無(wú)限大物體的概念只適用于物體的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的初始階段。兩個(gè)重要參數(shù):