本復習筆記只是總結(也不算。),粗略過一下
經典分析方法:物理模型-數學表達-分析求解
兩大方程:能量守恒,傅里葉定律
1.
溫度場:穩態溫度場(對時間偏導數為零); 非穩態溫度場
對于連續介質,等溫線要么形成一條封閉的曲線,要么終止于物體表面。
2.
傅里葉定律
熱流密度也是矢量。
熱流密度方向與等溫線正交。
各向異性的傅里葉導熱定律。
熱擾動以無限大的速度傳播的修正:
深冷
熱負荷急劇變化
1.
導熱系數(是物性參數)
導熱系數的測定:有實驗()
導熱的微觀機理:
氣體:分子的不規則熱運動
固體:自由電子熱運動或晶格振動
液體:
導熱系數的影響因素:物質種類,溫度、壓力
2.
導熱微分方程(由能量守恒與傅里葉定律推導出)
假設條件: 各向同性的連續介質
具有內熱源
熱導率、比熱容、密度均已知
導入熱量:
其他方向同理。導出熱量:
其他方向同理。
注: 用泰勒級數展開
單位時間內能增量:
微元體內熱源的生成熱為:
*后得到:
a 稱為熱擴散率。反映了導熱過程中材料的導熱能力( l )與沿途物質儲熱能力( r c )之間的關系.
推導:泰勒級數展開,熱流密度為連續函數
3.
定解條件:
幾何、物理、初始、邊界
非穩態;初始條件
邊界條件:
定壁溫:
tw = f(x, y,z,τ)
定熱流
qw = f(x, y,z,τ)
對流邊界:轉化為**類與第二類邊界條件
以上都是線性邊界條件
什么是非線性邊界條件?
導熱過程的完整描述:導熱微分方程,定解條件
1.
通過平壁的導熱
簡化依據:平壁的長度和寬度都遠大于其厚度,因而平板兩側保持均勻邊界條件的穩態導熱
導熱微分方程的簡化,邊界條件確定
N層平壁:溫差, 熱阻
考慮導熱系數的線性變化:
直接由公式 λ=λ0(1+bt)比較高溫區與低溫區的導熱系數。
接觸熱阻:
高熱流密度不能略
影響因素:
粗糙度、硬度、壓力
2.
通過圓筒壁的導熱·
導熱微分方程(柱坐標):
條件:圓筒長度比半徑大得多簡化后:
邊界條件:
熱量表達式:
實際溫度分布:
由內向外:傳熱面積增大,傳熱量不變。溫度變化變緩。
3. 通過球壁的導熱
熱阻表達式:
1. 具有內熱源的平壁
微分方程:
邊界條件:
得溫度分布:
2. 有內熱源的圓柱體
微分方程:
溫度分布:
肋片強化傳熱的原因:
1. 增加對流換熱面積
2. 破環對流邊界層
肋片導熱的推導:
1. 假定條件:
(1). 寬度方向很長,取單位寬度l = 1
( 2 ). , h都為常數
(3). 導熱熱阻<< 1 / h,保證肋片溫度只沿高度變化
2. 推導過程:
由能量守恒:
-截面面積
-截面周長
聯立得:
定義:
得微分方程:
通解為:
由邊界條件:
得溫度分布:
= H 時:
肋效率:
等截面直肋肋效率:
影響肋效率的因素:
1. 導熱系數, 越大,肋效率越高
2. 肋高H,H越大,肋效率越低
3. 肋片厚度,越大
4. 表面傳熱系數h, h越大,肋效率越小
注意:
1. 肋端絕熱,不是絕熱可以采用等效肋高
2. Bi<0.05時, 誤差小于1%,若是短直肋,采用數值計算的方法