中国科学院研究生院：《热传导与热辐射》第九章 相变问题

第九章 相变问题

第九章 相变问题

许多热交换过程和材料的相变有关系, 例如固、液两相的熔化或凝固的瞬态传 热问题,都属于相变问题

许多热交换过程和材料的相变有关系， 例如固、液两相的熔化或凝固的瞬态传 热问题，都属于相变问题

相变问题的特点:在固一液交界 面处吸收或释放潜热时,界面是 移动的

相变问题的特点：在固－液交界 面处吸收或释放潜热时，界面是 移动的

对单纯的物质,如水,其凝结现象发生 在某一温度下,该移动界面是明确的 对非单纯材料,如石腊、合金,其凝固 现象发生在一个温度范围,移动界面 是两相区(模糊区)

对单纯的物质，如水，其凝结现象发生 在某一温度下，该移动界面是明确的。 对非单纯材料，如石腊、合金，其凝固 现象发生在一个温度范围，移动界面 是两相区（模糊区）

相变问题的求解方法: 要确定液相和固相的温度分布及固一液 相界面的位置

相变问题的求解方法： 要确定液相和固相的温度分布及固－液 相界面的位置

常用的几种求解方法 积分法 2,热源移动法; 3,嵌入法 4,摄动法 5,可变特征值法; 6,斯蒂芬法

常用的几种求解方法： 1，积分法； 2，热源移动法； 3，嵌入法； 4，摄动法； 5，可变特征值法； 6，斯蒂芬法

§9.1相变问题的基本方程 ●这里仅讨论固一液相有明确的移 动界面的情况

§ 9.1 相变问题的基本方程 ⚫这里仅讨论固－液相有明确的移 动界面的情况

●假设: 1,固一液相的密度相同; 2,固一液相中的传热都是单纯 的热传导方式

⚫假设： ⚫1，固－液相的密度相同； ⚫2，固－液相中的传热都是单纯 的热传导方式

界面上满足的基本关系是: a,界面上的温度为同一温度,称之 为凝固(或熔解)温度,是给定的; (x,t)=(x,t)=m, 9-1 b,在界面上满足能量平衡

界面上满足的基本关系是： a, 界面上的温度为同一温度， 称之 为凝固（或熔解）温度，是给定的； b,在界面上满足能量平衡

放一圈 液 的 热 面 T4(z, 5(+) 凝固向题 图(9-1)凝固过程界面向着x的正方向移动

图(9-1) 凝固过程界面向着x的正方向移动