第二章稳态导热小结及习题课说课.pptVIP

传热学 Heat Transfer 第二章小结 2-1 导热基本定律 温度场、等温面和等温线、温度梯度、Fourier 定律的一般形式、导热系数的物理意义 2-2 导热微分方程式及定解条件 导热微分方程式由三部分组成；定解条件包括四项；边界条件包括三类。热扩散率的物理意义 传热学 Heat Transfer 第二章小结 2-3 通过平壁、圆筒壁和其他变截面物体的导热 1 平壁：第一类和第三类边条，单层和多层，热阻，特点 2 圆筒壁：第一类和第三类边条，单层和多层，热阻，特点 3 变截面变导热系数：记住平均导热系数的定义及作用 传热学 Heat Transfer 第二章小结 2-4 肋片导热 肋片导热的特点、温度分布的推导过程、肋片散热量和肋端过余温度，肋片效率及其应用，接触热阻 2-5 具有内热源的导热及多维导热 均匀内热源的导热问题是如何处理的？温度和热流密度计算公式及其分布特点。形状因子的定义和意义 传热学 Heat Transfer 2.1.2 温度场 1、定义：在各个时刻物体内各点温度的集合，又称温度分布。 2、分类 其中 为空间坐标， 为 时间坐标。 非稳态温度场 稳态温度场 一维温度场 二维温度场 三维温度场 传热学 Heat Transfer 在导热现象中，单位时间内通过给定截面的热量，正比于垂直于该截面方向上的温度梯度和截面面积，方向与温度梯度相反。 1.导热基本定律的文字表达： 系统中某一点所在的等温面与相邻等温面之间的温差与其法线间的距离之比的极限为该点的温度梯度，记为gradt。 传热学 Heat Transfer 2.导热基本定律的数学表达： 传热学 Heat Transfer §2-2 导热问题的数学描述 作用：导热微分方程式及定解条件是对导热体的数学描述，是理论求解导热体温度分布的基础。 理论：导热微分方程式建立的基础是： 热力学第一定律+傅里叶定律 方法：对导热体内任意的一个微小单元进行分析，依据能量守恒关系，建立该处温度与其它变量之间的关系式。 传热学 Heat Transfer 导热微分方程的基本形式 内能增量 三个坐标方向净导入的热量 内热源项 源项 非稳态项 扩散项 传热学 Heat Transfer 2.2.2 定解条件 导热微分方程式描写物体的温度随时间和空间变化的关系；没有涉及具体、特定的导热过程。是通用表达式。 2.定解条件定义：使得微分方程获得某一特定问题唯一解的附加条件。分为初始条件和边界条件 1.导热问题的完整数学描述： 导热微分方程 + 定解条件 传热学 Heat Transfer §2-3 典型一维稳态导热问题的分析解 通过平壁的导热,直角坐标系中的一维问题。 通过圆筒壁的导热,圆柱坐标系中的一维问题。 通过球壳的导热,球坐标系中的一维问题。 稳态导热 温度不随时间而变化。 传热学 Heat Transfer §2-4 通过肋片的导热 数学描写 导热微分方程与边界条件转化为： 传热学 Heat Transfer 内热源 在传热现象中，若物体内有其它形式的内能（化学能、电能、电磁能或核能等）转化成热能，通常将其当作物体的内热源。 §2-5 具有内热源的一维导热 传热学 Heat Transfer 一、具有内热源的平板导热 一维、稳态，具有均匀的内热源，λ为常数，两侧均为第三类边界 传热学 Heat Transfer 0 2δ x h,tf h,tf 温度分布 热流密度分布 传热学 Heat Transfer 二、通过含内热源实心圆柱体的导热 ②求解 ①数学描写 r tw rw 一维，稳态，有均匀内热源，导热系数λ为常数，外侧为第一类边界 传热学 Heat Transfer 由傅里叶定律可得出壁面处的热流量： 利用两个边界得出圆柱体内的温度分为： r t1 rw 由能量守恒法则，可直接得到上式。 传热学 Heat Transfer 习题 1、什么是等温线？在连续的温度场中，等温线的特点是什么？ 答：等温线：同一瞬间温度相等的各点连成的线。 特点： 不可能相交； 只可能在物体边界中断或完全封闭； 其疏密 可直观反映出不同区域热流密度的大小； 绝热界面或对称面必与等温线垂直 。 传热学 Heat Transfer 2、按照导热机理，水的气、液、固三种状态中那种状态的导热系数最大？ 答：根据导热机理可知，固体导热系数大于液体导热系数；液体导热系数大于气体导热系数。所以水的气、液、固三种状态的导热系数依次增大。 在常温（20℃）条件下： 传热学 Heat Transfer 3、有人认