导热-第三章.pdf

高 等 传 热 学 第三章 不稳定导热 机械工程与材料能源学部 能源与动力工程学院 1 高 等 传 热 学 §1 概述 前几章讲了工程上常见的稳定导热过程 ,它的特点是物体内导热过 程中,温度不随时间发生变化,或者说,物体的内能不发生变化。一般处 于热力设备的稳定或正常工作状态。 工程上同样也有许多的加热或冷却过程中，或热力设备处于启动、 停车或变工况状态，此时物体内温度是随时间变化的不稳定的导热问题。 求解不稳定导热的主要任务是： 1) 确定被加热或冷却物体内部某点达到预定温度所需 的时间。 2) 计算物体内部各时刻温度分布随时间变化的速率， 以便核算部件所承受的热应力。 机械工程与材料能源学部 能源与动力工程学院 2 高 等 传 热 学 由物体内部导热热阻与表面放热之间的比值大小,使物体 内温度分为三种情况: 物体内导热热阻 即表面放热热阻起主 1、 = = = ≪ 表面放热热阻 导作用,所以物体内部 温度均匀,可看成只与 为物体的特征尺度 = 有关，与坐标无关。 ∴ = 偏微分方程被简化为常微分方程 问题取 = 时，对大平板、长圆柱、 球这些常见形状，只要 . ，上面 处理误差5% 例如: 一个热电偶突然放入被测的气体中的测 温过程。由于R很小， 大，则 ≪ 机械工程与材料能源学部 能源与动力工程学院 3 高 等 传 热 学 2、 = ≫ 一般只要 即可，导热热阻≫放热热阻， 导热热阻起主导作用。所以 ≈ ，即表面突 然升高到环境温度，内部温度逐渐变化。 例如: 工件在液体中淬火就是此种情况,使第 三类边界条件问题转化成第一类边界条件 因为其内部温度 有关 位置 所以需解偏微分方程 3、 = . ~之间 导热热阻与放热热阻是同一数量级,二者对导 热都有影响,都不能忽略。 例如: 大工件在空气中冷却或炉内加热过程。