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認(rèn)證信息

認(rèn)證類(lèi)型：個(gè)人認(rèn)證

認(rèn)證主體：吳**（實(shí)名認(rèn)證）

IP屬地：湖北

IP屬地：湖北 上傳時(shí)間：2023-11-28 格式：PPT 頁(yè)數(shù)：26 大?。?35.01KB 積分：30 舉報(bào) 版權(quán)申訴

一、熱量傳輸?shù)幕痉绞?導(dǎo)熱:溫度不同的物質(zhì)由于直接接觸，沒(méi)有物質(zhì)的相對(duì)宏觀運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生的熱量傳輸現(xiàn)象。2

對(duì)流傳熱:指流體中各部分間發(fā)生相對(duì)位移而引起的熱傳遞現(xiàn)象。3輻射傳熱:物質(zhì)靠電磁波的發(fā)射與吸收來(lái)進(jìn)行能量傳遞的過(guò)程.前兩種傳熱方式都需要物體的直接接觸，才能實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞，而輻射傳熱則無(wú)須物體的接觸?！?.1熱量傳輸?shù)幕靖拍疃囟葓?chǎng)、等溫面和溫度梯度1溫度場(chǎng)：物體溫度隨空間坐標(biāo)的分布和隨時(shí)間的變化規(guī)律叫溫度場(chǎng)。t=f(x,y,z,

)如果溫度僅是坐標(biāo)的函數(shù)而與時(shí)間無(wú)關(guān)，即則此溫度場(chǎng)為穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)，此時(shí)溫度場(chǎng)的表達(dá)式為：

t=f（x,y,z）2穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)傳熱發(fā)生在穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)內(nèi)的傳熱叫穩(wěn)態(tài)傳熱。發(fā)生在非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)中的傳熱即為非穩(wěn)態(tài)傳熱。3等溫面(線(xiàn))在溫度場(chǎng)中的某一瞬間，所有溫度相同的各點(diǎn)組成的一個(gè)空間曲面叫等溫面。在該面上，各點(diǎn)都具有同一個(gè)溫度值。任意一平面與等溫面相交的交線(xiàn)叫等溫線(xiàn),或定義為:在溫度場(chǎng)中某一瞬間,所有溫度相同的點(diǎn)組成的一條空間曲線(xiàn)叫等溫線(xiàn)。4溫度梯度：（溫度場(chǎng)中任意一點(diǎn)沿等溫面法線(xiàn)方向的溫度增加率）等溫面沿法向方向的方向?qū)?shù)叫溫度梯度。三、傅立葉導(dǎo)熱定律熱流量：用Q來(lái)表示，單位為W。熱通量：亦稱(chēng)熱流密度,用q表示單位為:W/m2

四、導(dǎo)熱系數(shù)與熱量傳輸系數(shù)1導(dǎo)熱系數(shù)λ：沿?zé)崃鞣较虻膯挝婚L(zhǎng)度上，溫度降低1℃時(shí)通過(guò)單位面積的導(dǎo)熱量。

2熱量傳輸系數(shù)α

(熱擴(kuò)散率，熱擴(kuò)散系數(shù))：說(shuō)明物質(zhì)內(nèi)部熱量的傳輸速率m2/sW/(m·℃)一微分方程的導(dǎo)出在流場(chǎng)中，取一邊長(zhǎng)分別為dx、dy、dz的微元體作，根據(jù)能量守恒有：§7.2傅里葉-克希荷夫?qū)嵛⒎址匠虇挝粫r(shí)間輸入控制體的熱量單位時(shí)間輸出控制體的熱量單位時(shí)間控制體生成的熱量單位時(shí)間控制體內(nèi)能的變化-+=導(dǎo)熱微分方程的微元控制體XZY0OPxOPyIPzOPzIPyIPxdxdydz前述能量守恒方程為：IP－OP+R=S

現(xiàn)分析每一項(xiàng)的具體形式，從而得到傳熱微分方程。1IP

項(xiàng)：即單位時(shí)間輸入控制體的熱量。

IP=IPx

＋

IPy

＋

IPz

IPx

：即單位時(shí)間從控制體左側(cè)(X方向)輸入控制體的熱量。IPx=qx

dydz

IPy

：即單位時(shí)間從控制體后側(cè)(Y方向)輸入控制體的熱量。IPy=qy

dxdz

IPz

：即單位時(shí)間從控制體下側(cè)(Z方向)輸入控制體的熱量。IPz=qz

dxdy

OPy

:即單位時(shí)間從控制體前側(cè)(Y方向)輸出的熱量

OPz

：即單位時(shí)間從控制體上方(Z方向)輸出的熱量2OP

項(xiàng)：?jiǎn)挝粫r(shí)間輸出控制體的熱量：

OPx

：即單位時(shí)間從控制體右側(cè)(X方向)輸出的熱量則控制體在單位時(shí)間內(nèi)各方向的熱量收支差：3R項(xiàng)：?jiǎn)挝粫r(shí)間控制體生成的熱量即內(nèi)熱源，如伴隨有化學(xué)反應(yīng)，電熱效應(yīng)等。若在單位時(shí)間內(nèi)，單位體積的物體生成的熱量為:qv

（單位體積的發(fā)熱率）。則控制體在單位時(shí)間生成熱為：

qv

dv=qv

dx

dy

dzw若在單位時(shí)間內(nèi)單位體積的流體由于粘性力的作用而產(chǎn)生的摩擦熱為Φ

，則控制體在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的摩擦熱為Φdv

。

4積蓄項(xiàng)S

即微元控制體單位時(shí)間單位體積的流體吸收（或放出熱量）熱量后其內(nèi)能（熱焓）的變化：對(duì)于不可壓縮流體:ρ=Const，CV≈Cp

則上式為：對(duì)整個(gè)控制體而言，將上述各項(xiàng)代入能量守恒方程得：導(dǎo)熱情況下，由傅立葉導(dǎo)熱定律得：代入上述方程得：對(duì)于各向同性的材料：λx=λy=λz

，且取平均溫度下的值，則λx=λy=λz=λ=Const，上式變?yōu)椋菏街校簾崃總鬏斚禂?shù)而：式中，ux、uy、uz分別為流體在各方向的速度。m2/s由此得到熱量傳輸微分方程。方程中各項(xiàng)的物理意義如下：[參見(jiàn)P87，式(9.15)]熱焓變化對(duì)流傳熱量導(dǎo)熱（擴(kuò)散熱）量?jī)?nèi)熱源

熱量蓄積

(生成熱摩擦熱)二固體的導(dǎo)熱微分方程式在固體中，由于沒(méi)有宏觀的運(yùn)動(dòng)，故熱量傳輸微分方程式中的速度分量為零，且摩擦熱也為零，即：

此即為固體導(dǎo)熱微分方程的一般形式[參見(jiàn)P87，式(9.19)]

，對(duì)該方程求解，即可得到物體內(nèi)部的溫度分布（場(chǎng)）。對(duì)于不同的具體情況還可進(jìn)一步簡(jiǎn)化。

（1）無(wú)內(nèi)熱源時(shí)，qv=0,有：（3）對(duì)于一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：（2）若是穩(wěn)定態(tài)導(dǎo)熱；?t/?τ=0有：三

熱量傳輸微分方程的定解條件熱量傳輸微分方程是用數(shù)學(xué)形式表達(dá)出了熱量傳輸（對(duì)流、導(dǎo)熱）過(guò)程的不均勻溫度場(chǎng)的變化規(guī)律。不同的導(dǎo)熱、對(duì)流換熱過(guò)程，都能用其來(lái)描述。實(shí)際傳熱總是在特定的位置、時(shí)間和容積空間內(nèi)進(jìn)行。因此要確定一個(gè)具體傳熱問(wèn)題的解，就必須充分的給出所研究具體問(wèn)題的條件，即微分方程的定解條件。定解條件分為以下幾類(lèi)：

1幾何條件給出參與過(guò)程的物體的幾何尺寸的大小、形狀。

2物理?xiàng)l件給出外界介質(zhì)和物體的物性參數(shù)值，它包括隨溫度改變的函數(shù)關(guān)系式。如：

λ=f(t)；ρ=f(t)

；Cp=f(t)

如果有內(nèi)熱源，還須給出的函數(shù)關(guān)系或數(shù)值的大小。

3時(shí)間條件，即初始條件傳熱過(guò)程開(kāi)始時(shí)刻物體內(nèi)的溫度分布，可表示為：

τ=0，t=f(x、y、z)，

最簡(jiǎn)單的初始條件是開(kāi)始時(shí)刻物體內(nèi)各點(diǎn)具有均勻的溫度值即：

τ=0，t=Const

對(duì)于穩(wěn)態(tài)傳熱，則由于溫度分布與時(shí)間無(wú)關(guān)，只是坐標(biāo)的函數(shù)，則不存在時(shí)間條件。4邊界條件

說(shuō)明物體邊界上傳熱過(guò)程進(jìn)行的特點(diǎn)。對(duì)于對(duì)流傳熱問(wèn)題還須給出溫度邊界條件和速度邊界條件。溫度邊界條件是指物體邊界上的溫度特征和換熱情況，常見(jiàn)的溫度邊界條件可分為三類(lèi):

(1)第一類(lèi)邊界條件

是給定邊界溫度隨時(shí)間的變化規(guī)律,

t｜w=f(τ),

最簡(jiǎn)單的是在傳熱過(guò)程中，邊界上的溫度始終為一常數(shù)，即：

t｜w=Const

(2)第二類(lèi)邊界條件

是給定邊界上的熱通量隨時(shí)間的變化規(guī)律即:

qw=-λ(?t/?ｎ)w=f（τ）

qw

可以是一常數(shù)，亦可以是時(shí)間的函數(shù)。此類(lèi)邊界條件較特殊的是在邊界上完全絕熱。

即:qw=0亦即

-λ(

?t/?n)w=0

即邊界上的導(dǎo)熱熱通量等于零。所以說(shuō)它是第二類(lèi)邊界條件的一種特殊情況。

(3)第三類(lèi)邊界條件（對(duì)流邊界條件）給出物體周?chē)橘|(zhì)的溫度tf

和物體表面之間的對(duì)流