本复习笔记只是总结(也不算。),粗略过一下
经典分析方法:物理模型-数学表达-分析求解
两大方程:能量守恒,傅里叶定律
1.
温度场:稳态温度场(对时间偏导数为零); 非稳态温度场
对于连续介质,等温线要么形成一条封闭的曲线,要么终止于物体表面。
2.
傅里叶定律
热流密度也是矢量。
热流密度方向与等温线正交。
各向异性的傅里叶导热定律。
热扰动以无限大的速度传播的修正:
深冷
热负荷急剧变化
1.
导热系数(是物性参数)
导热系数的测定:有实验()
导热的微观机理:
气体:分子的不规则热运动
固体:自由电子热运动或晶格振动
液体:
导热系数的影响因素:物质种类,温度、压力
2.
导热微分方程(由能量守恒与傅里叶定律推导出)
假设条件: 各向同性的连续介质
具有内热源
热导率、比热容、密度均已知
导入热量:
其他方向同理。导出热量:
其他方向同理。
注: 用泰勒级数展开
单位时间内能增量:
微元体内热源的生成热为:
*后得到:
a 称为热扩散率。反映了导热过程中材料的导热能力( l )与沿途物质储热能力( r c )之间的关系.
推导:泰勒级数展开,热流密度为连续函数
3.
定解条件:
几何、物理、初始、边界
非稳态;初始条件
边界条件:
定壁温:
tw = f(x, y,z,τ)
定热流
qw = f(x, y,z,τ)
对流边界:转化为**类与第二类边界条件
以上都是线性边界条件
什么是非线性边界条件?
导热过程的完整描述:导热微分方程,定解条件
1.
通过平壁的导热
简化依据:平壁的长度和宽度都远大于其厚度,因而平板两侧保持均匀边界条件的稳态导热
导热微分方程的简化,边界条件确定
N层平壁:温差, 热阻
考虑导热系数的线性变化:
直接由公式 λ=λ0(1+bt)比较高温区与低温区的导热系数。
接触热阻:
高热流密度不能略
影响因素:
粗糙度、硬度、压力
2.
通过圆筒壁的导热·
导热微分方程(柱坐标):
条件:圆筒长度比半径大得多简化后:
边界条件:
热量表达式:
实际温度分布:
由内向外:传热面积增大,传热量不变。温度变化变缓。
3. 通过球壁的导热
热阻表达式:
1. 具有内热源的平壁
微分方程:
边界条件:
得温度分布:
2. 有内热源的圆柱体
微分方程:
温度分布:
肋片强化传热的原因:
1. 增加对流换热面积
2. 破环对流边界层
肋片导热的推导:
1. 假定条件:
(1). 宽度方向很长,取单位宽度l = 1
( 2 ). , h都为常数
(3). 导热热阻<< 1 / h,保证肋片温度只沿高度变化
2. 推导过程:
由能量守恒:
-截面面积
-截面周长
联立得:
定义:
得微分方程:
通解为:
由边界条件:
得温度分布:
= H 时:
肋效率:
等截面直肋肋效率:
影响肋效率的因素:
1. 导热系数, 越大,肋效率越高
2. 肋高H,H越大,肋效率越低
3. 肋片厚度,越大
4. 表面传热系数h, h越大,肋效率越小
注意:
1. 肋端绝热,不是绝热可以采用等效肋高
2. Bi<0.05时, 误差小于1%,若是短直肋,采用数值计算的方法