导热复习资料(第五组)VIP专享VIP免费

各类物体导热机理：气体：分子不规则热运动相互碰撞固体：1导电固体：自由电子运动2非导电固体：晶格结构的振动（弹性声波，亦称声子）液体：1类似气体（分子间的作用力）2类似非导电固体（弹性声波作用）温度场温度场是各个时刻物体中各点温度所组成的集合，亦称温度分布。一般地说，物体的温度场是坐标与时间的函数，即t=f(x,y,z,τ)t—温度;x,y,z—空间坐标;τ—时间等温面与等温线等温面：同一时刻、温度场中所有温度相同的点连接起来所构成的面等温线：用一个平面与各等温面相交，在这个平面上得到一个等温线簇等温面与等温线的特点：1、温度不同的等温面或等温线彼此不能相交2、在连续的温度场中，等温面或等温线不会中断，它们或者是物体中完全封闭的曲面（曲线），或者就终止与物体的边界上导热基本定律傅里叶导热定律负号表示热量传递的方向指向温度降低的方向gradt是空间某点的温度梯度，指向为温度上升的方向傅里叶导热定律的一般形式的数学表达式是对热流密度矢量写出的，其形式为：导热系数导热系数的取值取决于物质的种类和温度等因素1992年我国国家标准中，规定凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于0.12W/(m.K)的材料称为保温材料假定物体是各向同性的均质物体，物性参数密度、比热容为常数，物体内具有均匀分布的内热源。能的增量微元体内＝生成的热量微元体内热源微元体的净热量以导热方式传入能量守恒定律dQdQdQgcdydzdqdQxxdydzddxxqqdQxxdxxdxdydzdxqdQdQxdxxxdydxdzdyqdQdQydyyydzdxdydzqdQdQzdzzzdxdydzdzqyqxqdQzyxc导热微分方程VqzTzyTyxTxTccqzTyTxTcTV222222cqTTV2c热扩散系数－－物性参数，反映物体导热能力与蓄热能力间的关系；cqTTV2TT202T02222222zTyTxTT导热系数为常数时导热系数为常数，无内热源时常物性、无内热源、稳态时cqzTTrrTrrrTV2222211圆柱坐标系cqTrTrrTrrrTV2222222sin1sinsin11球坐标系定解条件I.已知任何时刻边界面上的温度值II.已知任何时刻边界面上的热通量III.对流边界条件：已知周围介质温度和对流换热系数WWTTWWqnTfWWTTnT导热问题的常见边界条件可归纳为以下三类：越大，表明物体内部温度扯平的能力越大，因此有热扩散率之称；这种物理上的意义还可以从另一个角度来加以说明，即从温度的角度看，其值越大，材料中温度变化传播得越迅速。可见它也是材料传播温度变化能力大小的指标，因此亦有导温系数之美称。热扩散率的物理意义对于下列三种情形，傅里叶导热定律及导热微分方程是不适用的：（1）当导热物体的温度接近0K(绝对零度)时（温度效应）（2）当过程的时间极短，与材料本身固有的时间尺度相接近时（时间效应）（3）当过程发生的空间尺度极小，与微观粒子的平均自由行程相接近时（尺度效应）一维稳态问题单层平壁多层平壁单层圆筒壁多层圆筒壁肋片第一类边界条件－－表面温度为常数理想的一维平壁是长度、宽度远大于厚度的无限大平壁1WT2WTTsxxT无内热源的无限大单层平壁，要求确定壁内温度分布和通过此平壁的导热通量。假定导热系数为常数。cqzTyTxTTV222222022dxTd10WxTT2WsxTTxfT平壁一维稳态导热————单层平壁1WT2WTTsxxT第一类边界条件－－表面温度为常数022dxTd10WxTT2WsxTT022dxTd0dxdTdxd0dxdTd1CdxdT积分dxCdT1积分21CxCT10WxTT2WsxTT121WWWTxsT...