中文版?zhèn)鳠釋W(xué)-第二章-文庫(kù)吧資料
2025-05-06 13:21本頁(yè)面
【正文】 ， 如何獲得熱流量 /熱流密度 ？ 3 平板導(dǎo)熱熱阻 、 圓筒壁導(dǎo)熱熱阻 、 對(duì)流換熱熱阻的含義和公式 4 一維 、 穩(wěn)態(tài)情況下 ， 平板 、 圓筒壁內(nèi)溫度分布的特點(diǎn)和傳熱熱 流量的計(jì)算 5已知換熱量的情況下 ， 如何計(jì)算邊界面溫度 2022/5/24 40 主要研究?jī)?nèi)容： 21 導(dǎo)熱基本定律 22 導(dǎo)熱微分方程式及定解條件 23 通過(guò)平壁、圓筒壁、球殼和其它變截面物體的導(dǎo)熱 24 通過(guò)肋片的導(dǎo)熱 25 具有內(nèi)熱源的導(dǎo)熱及多維導(dǎo)熱 第二章 導(dǎo)熱基本定律及穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 2022/5/24 41 167。 此時(shí) ， 一維 Fourier定律： xtxAtΦdd)()(???當(dāng) ?＝ ?(t), A=A(x)時(shí) ， xtAΦdd???2022/5/24 36 分離變量后積分，并注意到熱流量 Φ與 x 無(wú)關(guān)，得 定義 1221)(ttdtttt??? ??????21 )()( 21xx xAdxtt?? xtxAtΦdd)()(???222 11121212 1 2 1()()( ) ( )()txt t t d tttdx t d t t tA x t t t t?? ?? ? ? ? ? ??? ???當(dāng) ? 隨溫度呈線性分布時(shí) ， 即 ? ＝ ?0＋ at， 則 2 210 tta ??? ??實(shí)際上 ， 不論 ? 如何變化 ， 只要能計(jì)算出平均導(dǎo)熱系數(shù) ， 就可以利用前面講過(guò)的所有定導(dǎo)熱系數(shù)公式 ， 只是需要將 ?換成平均導(dǎo)熱系數(shù) 。 23 通過(guò)平壁 ， 圓筒壁和其它變截面物體的導(dǎo)熱 （ 續(xù) ） 5 其它變面積或變導(dǎo)熱系數(shù)問(wèn)題 求解導(dǎo)熱問(wèn)題的主要途徑分兩步： (1) 求解導(dǎo)熱微分方程 ， 獲得溫度場(chǎng)； (2) 根據(jù) Fourier定律和已獲得的溫度場(chǎng)計(jì)算熱流量 。)l n ( 121121212121 rrrtttcrrttcww ?????第一次積分 第二次積分 應(yīng)用邊界條件 獲得兩個(gè)系數(shù) )ln ()ln ( 112121 rrrrtttt ????將系數(shù)帶入第二次積分結(jié)果 顯然，溫度呈對(duì)數(shù)曲線分布 ???????2211wwttrrttrr時(shí)時(shí)2022/5/24 31 167。 23 通過(guò)平壁 ， 圓筒壁和其它變截面物體的導(dǎo)熱 （ 續(xù) ） 對(duì)上述方程 (a)積分兩次 : 211 ln crctcdrdtr ????22122111 ln 。 23 通過(guò)平壁 ， 圓筒壁和其它變截面物體的導(dǎo)熱 （ 續(xù) ） 2112111hhttqni iiff?????? ????????2mW 單位： t1 t2 t3 t2 三層平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 tf1 t2 t3 tf2 h1 h2 tf2 tf1 ？ ？ 總傳熱系數(shù)？ 多層、第三類邊條 2022/5/24 29 3 單層圓筒壁的導(dǎo)熱 167。 23 通過(guò)平壁 ， 圓筒壁和其它變截面物體的導(dǎo)熱 （ 續(xù) ） t1 t2 t3 t4 t1 t2 t3 t4 三層平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 多層平壁：由幾層不同材料組成 ? 邊界條件： 1110??????? nnii ttxttx?? 熱阻： nnnrr???? ?? ,111 ?2022/5/24 27 167。 23 通過(guò)平壁 ， 圓筒壁和其它變截面物體的導(dǎo)熱 （ 續(xù) ） x o ? t1 t t2 ???????21 , ,0wwttx ttx ?直接積分 ， 得： 211 cxctcdxdt ????根據(jù)上面的條件可得： 第一類邊條： 0dd 22?x t ????????? Φxtxtc ?)( ???控制方程 邊界條件 求解方法 帶入邊界條件： ?????????12121tcttc?2022/5/24 25 2121dd()tt tqttttxA?? ? ????? ??? ? ??? ?? ? ? ? ???????211ttt x t???????? ????帶入 Fourier 定律 167。 23 通過(guò)平壁 ， 圓筒壁 ， 球殼和其它變截面物體的導(dǎo)熱 本節(jié)將針對(duì)一維、穩(wěn)態(tài)、常物性、無(wú)內(nèi)熱源情況，考察平板和圓柱內(nèi)的導(dǎo)熱。 22 導(dǎo)熱微分方程式及定解條件 （ 續(xù) ） c 第三類邊界條件 : 當(dāng)物體壁面與流體相接觸進(jìn)行對(duì)流換熱時(shí) ， 已知任一時(shí)刻邊界面 周圍流體的溫度 和 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) Newton冷卻公式： )( fww tthq ??Fourier定律： ww ntq???? ?)( fwwtthnt ????? ?特例： tf, h x h=0時(shí)，變?yōu)榻^熱邊界條件 h??時(shí)，變?yōu)榈谝活愡厳l 2022/5/24 20 在任意直角坐標(biāo)系下，對(duì)于以下兩種關(guān)于第三類邊界條件的表達(dá)形式，你認(rèn)為哪個(gè)對(duì)？簡(jiǎn)述理由。 22 導(dǎo)熱微分方程式及定解條件 （ 續(xù) ） 邊界條件： 規(guī)定了物體與外部環(huán)境之間的換熱條件 ， 包括以下三類： a 第一類邊界條件 : 已知任一瞬間導(dǎo)熱體邊界上的 溫度值 ： 0 ( )wtt????最簡(jiǎn)單的情況為： c o n s t?wt1wt 2wt2022/5/24 18 b 第二類邊界條件 : 已知任一瞬間導(dǎo)熱體邊界上的 熱流密度： 167。 22 導(dǎo)熱微分方程式及定解條件 （ 續(xù) ） 2 幾種特殊情況 (1) 若物性參數(shù) ?、 c 和 ? 均為常數(shù)： cΦtatcΦz(mì)tytxtat?????? ????????????????? 2222222o r 。 22 導(dǎo)熱微分方程式及定解條件 （ 續(xù) ） c 內(nèi)熱源的生成熱 d d d dgQ Φ V Φ xyz??d 熱力學(xué)能的增量 dddst tQ Φ c x y z? ??? ? ? ?？ 把 Qin、 Qout、 Qg、 Qst 帶入前面的能量守恒方程 Φz(mì)tzytyxtxtc ??????????????????? )()()( ?????這就是三維、非穩(wěn)態(tài)、變物性、有內(nèi)熱源的導(dǎo)熱微分方程的一般形式。 22 導(dǎo)熱微分方程式及定解條件 （ 續(xù) ） 根據(jù)能量守恒定律有： 導(dǎo)入微元體的總熱流量 ?in + 微元體內(nèi)熱源的生成熱 ? g = 導(dǎo)出微元體的總熱流量 ? out + 微元體熱力學(xué)能的增量 ? st a 導(dǎo)入微元體的總熱流量 Ein yxztΦz(mì)xytΦz(mì)yxtΦ
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