第三章 非稳态导热
第三章 非稳态导热
1、重点内容: ①非稳态导热的基本概念及特点; ②集总参数法的基本原理及应用 ③一维及二维非稳态导热问题。 2、掌握内容: ①确定瞬时温度场的方法; ②确定在一时间间隔内物体所传导热量的计算方法 3、了解内容:无限大物体非稳态导热的基本特点
１、重点内容： ① 非稳态导热的基本概念及特点； ② 集总参数法的基本原理及应用； ③ 一维及二维非稳态导热问题。 2 、掌握内容： ① 确定瞬时温度场的方法； ② 确定在一时间间隔内物体所传导热 量的计算方法。 3 、了解内容：无限大物体非稳态导热的基本特点
§3-1非稳态导热的基本概念 凶无法显示该图片 1非稳态导热的定义 物体的温度随时间而变化的导热过程称非稳态导 热 2非稳态导热的分类 周期性非稳态导热:物体的温度随时间而作周期 性的变化 瞬态非稳态导热:物体的温度随时间的推移逐渐 趋近于恒定的值
§3-1 非稳态导热的基本概念 1 非稳态导热的定义 物体的温度随时间而变化的导热过程称非稳态导 热。 2 非稳态导热的分类 周期性非稳态导热：物体的温度随时间而作周期 性的变化 瞬态非稳态导热：物体的温度随时间的推移逐渐 趋近于恒定的值
着重讨论瞬态非稳态导热 3温度分布:
着重讨论瞬态非稳态导热 3 温度分布： D t1 t0 H A B C E F G
4两个不同的阶段 非正规状况阶段(右侧面不参与换热):温度分布 显现出部分为非稳态导热规律控制区和部分为初始 温度区的混合分布,即:在此阶段物体温度分布受 t分布的影响较大 正规状况阶段(右侧面参与换热):当右侧面参 与换热以后,物体中的温度分布不受to影响,主 要取决于边界条件及物性,此时,非稳态导热过 程进入到正规状况阶段
4 两个不同的阶段 非正规状况阶段(右侧面不参与换热 )：温度分布 显现出部分为非稳态导热规律控制区和部分为初始 温度区的混合分布，即：在此阶段物体温度分布受 t 分布的影响较大 正规状况阶段(右侧面参与换热 )：当右侧面参 与换热以后，物体中的温度分布不受 to 影响，主 要取决于边界条件及物性，此时，非稳态导热过 程进入到正规状况阶段
导热过程的三个阶段 非正规状况阶段(起始阶段)、正规状况阶 段、新的稳态 二类非稳态导热的区别:前者存在着有区别 的两个不同阶段,而后者不存在
非正规状况阶段（起始阶段）、正规状况阶 段、新的稳态 导热过程的三个阶段 二类非稳态导热的区别：前者存在着有区别 的两个不同阶段，而后者不存在
5热量变化 板左侧导入的热流量 ①2--板右侧导出的热流量
5 热量变化 Φ1－－板左侧导入的热流量 Φ2－－板右侧导出的热流量
6学习非稳态导热的目的: (1)温度分布和热流量分布随时向和空间的变化 规律 f(x,y,z,);=f(r) (2)非稳态导热的导热微分方程式: at a at at t (4x)+(4x)+(4)+d at ax ax
6 学习非稳态导热的目的： (1) 温度分布和热流量分布随时间和空间的变化 规律 (2) 非稳态导热的导热微分方程式： t = f (x, y,z, ); Φ= f ( ) + + + = ( ) ( ) ( ) z t y z t x y t x t c
(3)求解方法: 分析解法、近似分析法、数值解法 分析解法:分离变量法、积分变换、拉普 拉斯变换 近似分析法:集总参数法、积分法 数值解法:有限差分法、蒙特卡洛法、有 限元法、分子动力学模拟
(3) 求解方法： 分析解法、近似分析法、数值解法 分析解法：分离变量法、积分变换、拉普 拉斯变换 近似分析法： 集总参数法、积分法 数值解法：有限差分法、蒙特卡洛法、有 限元法、分子动力学模拟
讨论物体处于恒温介质中的第三类边界条 件问题 在第三类边界条件下,确定非稳态导热物体中的 温度变化特征与边界条件参数的关系。 已知:平板厚2初温、t表面传热系数h、平 板导热系数将其突然置于温度为的流体中 冷却。 白于面积热阻与的相对大小的不同,平板中温度场 的变化会出现以下三种情形:
7、讨论物体处于恒温介质中的第三类边界条 件问题 在第三类边界条件下，确定非稳态导热物体中的 温度变化特征与边界条件参数的关系。 已知：平板厚 、初温 、表面传热系数 h 、平 板导热系数 ，将其突然置于温度为 的流体中 冷却。 2 0 t t 由于面积热阻与的相对大小的不同，平板中温度场 的变化会出现以下三种情形：