《非稳态导热复习》PPT课件.ppt

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1、非稳态导热复习非稳态导热复习热工教研室热工教研室黄晓明黄晓明1.1.非周期性的加热或冷却过程可以分为哪两个非周期性的加热或冷却过程可以分为哪两个阶段，它们各自有什么特征阶段，它们各自有什么特征?2.2.什么是集总参数系统，它有什么特征什么是集总参数系统，它有什么特征?3.3.时间常数是从什么导热问题中定义出来的？时间常数是从什么导热问题中定义出来的？它与哪些因素有关？同一种物体导热过程中它与哪些因素有关？同一种物体导热过程中的时间常数是不是不变的？的时间常数是不是不变的？4.4.一初始温度为一初始温度为t t0 0的固体，被置于室温为的固体，被置于室温为tt的房间中。物体表面的发射率为的房间中

2、。物体表面的发射率为，表面与，表面与空气间的表面传热系数为空气间的表面传热系数为h h，物体的体积，物体的体积V V，参与换热的面积参与换热的面积A A，比热容和密度分别为，比热容和密度分别为c c和和，物体的内热阻可忽略不计，试列出物体，物体的内热阻可忽略不计，试列出物体温度随时间变化的微分方程式。温度随时间变化的微分方程式。1.1.非周期性的加热或冷却过程可以分为哪非周期性的加热或冷却过程可以分为哪两个阶段，它们各自有什么特征两个阶段，它们各自有什么特征?非非周周期期性性的的加加热热或或冷冷却却过过程程可可以以分分为为初初始状况阶段和正规状况阶段。始状况阶段和正规状况阶段。前前者者的的温温

3、度度分分布布依依然然受受着着初初始始温温度度分分布布的的影影响响，也也就就是是说说热热扰扰动动还还没没有有扩扩散散到到整整个个系系统统，系系统统中中仍仍然然存存在在着着初初始始状状态态，此时的温度场必须用无穷级数加以描述；此时的温度场必须用无穷级数加以描述；而而后后者者却却是是热热扰扰动动已已经经扩扩散散到到了了整整个个系系统统，系系统统中中各各个个地地方方的的温温度度都都随随时时间间变变化化，此此时时温温度度分分布布可可以以用用初初等等函函数数加加以以描述（实际为无穷级数的第一项）。描述（实际为无穷级数的第一项）。2.2.什么是集总参数系统，它有什么特征什么是集总参数系统，它有什么特征?集总

4、参数系统就是系统的物理量仅随时集总参数系统就是系统的物理量仅随时间变化，而不随空间位置的改变而变化间变化，而不随空间位置的改变而变化,也就是一个空间上的均温系统。由于温也就是一个空间上的均温系统。由于温度仅仅是时间的函数，非稳态导热问题度仅仅是时间的函数，非稳态导热问题变成了一个温度随时间的响应问题。变成了一个温度随时间的响应问题。物体系统温度场要满足温度均匀分布，物体系统温度场要满足温度均匀分布，其条件是系统的毕欧数其条件是系统的毕欧数Bi1Bi1。3.3.时间常数是从什么导热问题中定义出时间常数是从什么导热问题中定义出来的？它与哪些因素有关？同一种物体来的？它与哪些因素有关？同一种物体导热

5、过程中的时间常数是不是不变的？导热过程中的时间常数是不是不变的？时时间间常常数数是是从从导导热热问问题题的的集集总总参参数数系系统统分析中定义出来的，为分析中定义出来的，为从从中中不不难难看看出出，它它与与系系统统（物物体体）的的物物性性、形形状状大大小小相相关关，且且与与环环境境状状况况（换换热热状状况况）紧紧密密相相联联。因因此此，同同一一物物体体处处于不同环境其时间常数是不一样的。于不同环境其时间常数是不一样的。4.4.一初始温度为一初始温度为t t0 0的固体，被置于室温为的固体，被置于室温为tt的房间中。物体表面的发射率为的房间中。物体表面的发射率为，表面与空气间的表面传热系数为表面与空气间的表面传热系数为h h，物体，物体的体积的体积V V，参与换热的面积，参与换热的面积A A，比热容和，比热容和密度分别为密度分别为c c和和，物体的内热阻可忽略，物体的内热阻可忽略不计，试列出物体温度随时间变化的微不计，试列出物体温度随时间变化的微分方程式。分方程式。解解: