四、分析解应用范围的推广及讨论 1、推广范围 1)对物体被冷却的情况也适用: 2)也适于一侧绝热,另一侧为第三类边界条件的厚为δ的平板: 3)当固体表面与流体间的表面传热系数h→∞时,即表面换热热阻→0时, 所以五→时分析解就是固体表面温度发生一突然变化然后保持不变时的解, 即第一类边界条件的解。 2、讨论Bi与Fo对温度场的影响: 1)傅立叶数Fo: 由(3-10)、(3-13)式及诺模图可知:物体中各点的过余温度随时间τ的 增加而减小:而Fo与成正比,所以物体中各点过余温度亦随Fo的增大而 减小。 2)毕渥数Bi Bi对温度的影响从以下两方面分析: 一方面,从教材图3一6可知,F0相同时,Bi越大,8m/品越小。因 为,B越大,意味着固体表面的换热条件越强,导致物体的中心温度越迅速地 接近周围介质的温度:当Bi→∞时,意味着在过程开始瞬间物体表面温度就达 到介质温度,物体中心温度变化最快,所以在诺模图中1B=0时的线就是壁面 温度保持恒定的第一类边界条件的解。 另一方面B的大小决定于物体内部温度的扯平程度。如:对于平板,从诺 模图3一7中可知: 1 当>10(即B<0.1)时,截面上的过余温度差小于5% 当Bi下限一直推到0.01时,其分析解与集总参数法的解相差极微。 综上可得如下结论:介质温度恒定的第三类边界条件下的分析解:当B →∞时,转化为第一类边界条件下的解,B→0时,则与集总参数法的解相同。四、分析解应用范围的推广及讨论 1 、推广范围 1 )对物体被冷却的情况也适用; 2 )也适于一侧绝热,另一侧为第三类边界条件的厚为 δ 的平板; 3 )当固体表面与流体间的表面传热系数 h 时,即表面换热热阻 0 时, 所以 时分析解就是固体表面温度发生一突然变化然后保持不变时的解, 即第一类边界条件的解。 2 、讨论 Bi 与 Fo 对温度场的影响: 1 )傅立叶数 Fo : 由 (3-10) 、 (3-13) 式及诺模图可知:物体中各点的过余温度随时间 τ 的 增加而减小;而 Fo 与 成正比,所以物体中各点过余温度亦随 Fo 的增大而 减小。 2 )毕渥数 Bi Bi 对温度的影响从以下两方面分析: 一方面,从教材图 3 — 6 可知, Fo 相同时, Bi 越大, 越小。因 为, Bi 越大,意味着固体表面的换热条件越强,导致物体的中心温度越迅速地 接近周围介质的温度;当 Bi 时,意味着在过程开始瞬间物体表面温度就达 到介质温度,物体中心温度变化最快,所以在诺模图中 1/Bi=0 时的线就是壁面 温度保持恒定的第一类边界条件的解。 另一方面 Bi 的大小决定于物体内部温度的扯平程度。如:对于平板,从诺 模图 3 — 7 中可知: 当 >10 (即 Bi<0.1 )时,截面上的过余温度差小于 5 % 当 Bi 下限一直推到 0.01 时,其分析解与集总参数法的解相差极微。 综上可得如下结论:介质温度恒定的第三类边界条件下的分析解;当 Bi 时,转化为第一类边界条件下的解, Bi 0 时,则与集总参数法的解相同