重庆科技学院：《热工学基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 热量传输（2.11）不稳定导热

热量传输 第十一讲 不稳定导热 本课的基本要求: 1.正确理解不稳定导热的过程、特点,研究 目的。 2.掌握不稳定导热中的主要相似准数、区别 薄材与厚材的标志、理解有限厚及无限厚的 物理意义。 出 (#

‹#› 第十一讲: 一、本课的基本要求： 1. 正确理解不稳定导热的过程、特点，研究 目的。 2. 掌握不稳定导热中的主要相似准数、区别 薄材与厚材的标志、理解有限厚及无限厚的 物理意义。 第二章 热 量 传 输 不稳定导热

第二章热量传输 本课的重点、难点: 1.本课的重点是学会正确查各种形状的 金属材料的加热时间、加热温度的线 图 退出 #

‹#› 二、 本课的重点、难点： 1. 本课的重点是学会正确查各种形状的 金属材料的加热时间、加热温度的线 图。 第二章 热 量 传 输

命第二章热量传输 §25不稳定导热 不稳定导热可以分成周期性及非周期性两大类。 周期性不稳定导热的特点:是物体中各点 温度随时恂期性变化。 非周期性不稳定导热的特点:物体的温度 随时间不断增加或减少,越来越接近四周介 质的温度。 返出

‹#› §2.5 不稳定导热 不稳定导热可以分成周期性及非周期性两大类。 周期性不稳定导热的特点：是物体中各点 温度随时间期性变化。 非周期性不稳定导热的特点：物体的温度 随时间不断增加或减少，越来越接近四周介 质的温度。 第二章 热 量 传 输

⑥第二章热量传输 2.5.1不稳定导热中的基本概念 1.不稳定导热过程 物体在加热或冷却的整个过程可以分为三个阶段 不规则过程:温度变化逐渐由表面向中心扩展,受 开始条件影响很大,没有固定的规律。 正常过程:温度分布不规则规律开始消失,此时 物体内部所有各点温度随时间的变化规律均相等,并且 受该物体的物理性质及加热的外部条件的影响。 稳定状态:经过相当长时间,物体达到稳定状态, 此时物体内各点温度不再随时间变化。 退出 #

‹#› 2.5.1 不稳定导热中的基本概念 1. 不稳定导热过程 物体在加热或冷却的整个过程可以分为三个阶段： 不规则过程：温度变化逐渐由表面向中心扩展，受 开始条件影响很大，没有固定的规律。 正常过程：温度分布不规则规律开始消失，此时 物体内部所有各点温度随时间的变化规律均相等，并且 受该物体的物理性质及加热的外部条件的影响。 稳定状态：经过相当长时间，物体达到稳定状态， 此时物体内各点温度不再随时间变化。 第二章 热 量 传 输

⑤第二章热量传输 2.研究不稳定导热的目的 找出物体在加热(冷却)过程中任意部位的温度;(计算加热温度) 所传输的热量随时间而改变的规律。(计算加热时间) 3.不稳定导热的解法 导热微分方程与单值条件联立求解—分析法 数值解法:有限差分法 退出 (#

‹#› 2. 研究不稳定导热的目的 找出物体在加热（冷却）过程中任意部位的温度；（计算加热温度） 所传输的热量随时间而改变的规律。 （计算加热时间） 3. 不稳定导热的解法 导热微分方程与单值条件联立求解——分析法 ——数值解法：有限差分法 第二章 热 量 传 输

o第二章热量传输 4.不稳定导热中的主要相似准数 傅立叶准数 毕欧准数:Bi= 注意: 毕欧准数与努赛尔准数Nu有相似的表达式。但它们 的物理意义不同:Nu是指流体的对流换热与流体本身传 导传热之间的关系,式中的λ是流体的导热系数;Bi是指 物体表面与介质之间的换热与物体内部导热之间的关系, 式中的λ是物体本身的导热系数。两者的定性尺寸也不 样。 出

‹#› 4. 不稳定导热中的主要相似准数 傅立叶准数 毕欧准数：Bi=l/ 注意： 毕欧准数与努赛尔准数Nu有相似的表达式。但它们 的物理意义不同：Nu是指流体的对流换热与流体本身传 导传热之间的关系，式中的是流体的导热系数；Bi是指 物体表面与介质之间的换热与物体内部导热之间的关系， 式中的是物体本身的导热系数。两者的定性尺寸也不一 样。 第二章 热 量 传 输

o第二章热量传输 5.不稳定导热中的“薄材”与“厚 材 薄材”与“厚材”的标志是断面温度差: 温差较小者称为“薄材”;反之叫“厚材 以Bi数的大小来区分“薄材”与“厚材”: Bi>0.5:“厚材” 0.25<Bi<0.5:“薄材” 退出<下 (#

‹#› 5. 不稳定导热中的“薄材”与“厚 材” “薄材”与“厚材”的标志是断面温度差： 温差较小者称为“薄材”；反之叫“厚材” 。 以Bi数的大小来区分“薄材”与“厚材”： Bi>0.5： “厚材” 0.25<Bi<0.5： “薄材” 第二章 热 量 传 输

⑤第二章热量传输 6.不稳定导热中的“有限厚”与“无限厚” 物体的温度取值两面均有界为“有限厚”。 物体的温度取值一面有界,一面无界或两面均 无界为“无限厚” 有限厚的物理意义:物体在不稳定导热过程 中,其内部各点温度均随时间变化,即透热深 度超过物体的实际厚度时,即为有限厚的温度 场。反之为无限厚温度场。 退出

‹#› 6. 不稳定导热中的“有限厚”与“无限厚” 物体的温度取值两面均有界为“有限厚” 。 物体的温度取值一面有界，一面无界或两面均 无界为“无限厚” 有限厚的物理意义：物体在不稳定导热过程 中，其内部各点温度均随时间变化，即透热深 度超过物体的实际厚度时，即为有限厚的温度 场。反之为无限厚温度场。 第二章 热 量 传 输

⑥b第二章热量传输 2.52第三类边界条件下的薄材加热 第三类边界条件下最简单的情况是介质温度t伪为 常数;薄材是指B徵数很小的情况,以致可认为加热 过程中断面没有温度差。 开始条件τ=0时,t=0A0)x20=-dtdx0 边界条件X=0时,(t t=C 退出 (#

‹#› 2.5.2 第三类边界条件下的薄材加热 第三类边界条件下最简单的情况是介质温度tf为 常数；薄材是指Bi数很小的情况，以致可认为加热 过程中断面没有温度差。 开始条件 = 时，t=t0 边界条件 x=0时，( tf −t)x=0=−dt/dxx=0 tf =C 第二章 热 量 传 输

Co第二章热量传输 求解方法:热平衡法 dQ=a(t1-t)Adτ do=VoC dt 6-BiFo e 0 平板、圆柱、球体薄材在恒温介质中 的加热可借助书上188页图2-5-5进行计 退出

‹#› 求解方法：热平衡法 平板、圆柱、球体薄材在恒温介质中 的加热可借助书上188页图2-5-5进行计 算。 BiFo e 0 dt p dQ V C t)Ad f dQ (t − =    =  = −  第二章 热 量 传 输