第三章非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱-文庫吧
2025-07-28 21:45 本頁面
【正文】 ）： 表征某一物理現(xiàn)象或過程特征的無量綱數(shù)。 4 ）特征長度： 是指特征數(shù)定義式中的幾何尺度。 167。 32 集總參數(shù)法的簡化分析 1 定義： 忽略物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻、認(rèn)為物體溫度均勻一致的分析方法。此時(shí)， ，溫度分布只與時(shí)間有關(guān)，即 ，與空間位置無關(guān)，因此，也稱為 零維 問題。 ??Bi)(?ft ?2 溫度分布 如圖所示，任意形狀的物體，參數(shù)均為已知。 00 tt ?? 時(shí)，??t將其突然置于溫度恒為 的流體中。 當(dāng)物體被冷卻時(shí)（ t t?） ,由能量守恒可知 ?? ddtVctthA )( ??????? dVchAd ??方程式改寫為： 過余溫度—令： ??? tt? ，則有 ??????????? 00)0(???????ttddVchA初始條件 控制方程 ?? ?? ??? ???? 00 dVchAd???? VchA?? ln0???? dVchAd ?? 積分 ? ? ? ???? VchAetttt ??? ????00? 過余溫度比 其中的指數(shù)： vvFoBiAVaAVhcVAAhVcVhA??????222)()( ????????2)()(AVaFoAVhBivv?? ??vFo 是 傅立葉數(shù) vv FoBiVchAee ?????????0物體中的溫度呈指數(shù)分布 方程中指數(shù)的量綱： 2233Wm1mKk g J k g[ m ]Kmh A wV c J s??? ?????????? ? ?? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?% 10?? ?e??即與 的量綱相同，當(dāng) 時(shí)，則 ?1 hAVc?? ?1?? VchA?? 此時(shí)， 上式表明：當(dāng)傳熱時(shí)間等于 時(shí)，物體的過余溫度已經(jīng)達(dá)到了初始過余溫度的 ％ 。稱 為 時(shí)間常數(shù) ，用 表示。 hAVc?hAVc?c?0??% 10c ????????vv FoBi ?應(yīng)用集總參數(shù)法時(shí)，物體過余溫度的變化曲線 如果導(dǎo)熱體的熱容量（ ?Vc ）小、換熱條件好（ h大），那么單位時(shí)間所傳遞的熱量大、導(dǎo)熱體的溫度變化快，時(shí)間常數(shù) ( ?Vc / hA) 小。 對(duì)于測溫的熱電偶節(jié)點(diǎn)，時(shí)間常數(shù)越小、說明熱電偶對(duì)流體溫度變化的響應(yīng)越快。這是測溫技術(shù)所需要的 （微細(xì)熱電偶、薄膜熱電阻） % 40?? ???? 時(shí)，當(dāng) hAVc工程上認(rèn)為 ?=4 ?Vc / hA時(shí)導(dǎo)熱體已達(dá)到熱平衡狀態(tài) 3 瞬態(tài)熱流量： 導(dǎo)熱體在時(shí)間 0~ ? 內(nèi)傳給流體的總熱量： 當(dāng)物體被加熱時(shí) (tt?)，計(jì)算式相同（為什么？） ? ?W ))(()(0??????VchAehAhAtthAΦ??????? ?J )1()( 00 ???? ???? VchAeVcdΦQ ???? ?4 物理意義 vv FoBihlhl1Bi?? ?? 物體表面對(duì)流換熱熱阻物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻＝無量綱熱阻 無量綱時(shí)間 Fo越大，熱擾動(dòng)就能越深入地傳播到物體內(nèi)部，因而，物體各點(diǎn)地溫度就越接近周圍介質(zhì)的溫度。
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