本復(fù)習(xí)筆記只是總結(jié)(也不算。),粗略過一下
經(jīng)典分析方法:物理模型-數(shù)學(xué)表達(dá)-分析求解
兩大方程:能量守恒,傅里葉定律
1.
溫度場:穩(wěn)態(tài)溫度場(對時間偏導(dǎo)數(shù)為零); 非穩(wěn)態(tài)溫度場
對于連續(xù)介質(zhì),等溫線要么形成一條封閉的曲線,要么終止于物體表面。
2.
傅里葉定律
熱流密度也是矢量。
熱流密度方向與等溫線正交。
各向異性的傅里葉導(dǎo)熱定律。
熱擾動以無限大的速度傳播的修正:
深冷
熱負(fù)荷急劇變化
1.
導(dǎo)熱系數(shù)(是物性參數(shù))
導(dǎo)熱系數(shù)的測定:有實驗()
導(dǎo)熱的微觀機(jī)理:
氣體:分子的不規(guī)則熱運(yùn)動
固體:自由電子熱運(yùn)動或晶格振動
液體:
導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素:物質(zhì)種類,溫度、壓力
2.
導(dǎo)熱微分方程(由能量守恒與傅里葉定律推導(dǎo)出)
假設(shè)條件: 各向同性的連續(xù)介質(zhì)
具有內(nèi)熱源
熱導(dǎo)率、比熱容、密度均已知
導(dǎo)入熱量:
其他方向同理。導(dǎo)出熱量:
其他方向同理。
注: 用泰勒級數(shù)展開
單位時間內(nèi)能增量:
微元體內(nèi)熱源的生成熱為:
*后得到:
a 稱為熱擴(kuò)散率。反映了導(dǎo)熱過程中材料的導(dǎo)熱能力( l )與沿途物質(zhì)儲熱能力( r c )之間的關(guān)系.
推導(dǎo):泰勒級數(shù)展開,熱流密度為連續(xù)函數(shù)
3.
定解條件:
幾何、物理、初始、邊界
非穩(wěn)態(tài);初始條件
邊界條件:
定壁溫:
tw = f(x, y,z,τ)
定熱流
qw = f(x, y,z,τ)
對流邊界:轉(zhuǎn)化為**類與第二類邊界條件
以上都是線性邊界條件
什么是非線性邊界條件?
導(dǎo)熱過程的完整描述:導(dǎo)熱微分方程,定解條件
1.
通過平壁的導(dǎo)熱
簡化依據(jù):平壁的長度和寬度都遠(yuǎn)大于其厚度,因而平板兩側(cè)保持均勻邊界條件的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱
導(dǎo)熱微分方程的簡化,邊界條件確定
N層平壁:溫差, 熱阻
考慮導(dǎo)熱系數(shù)的線性變化:
直接由公式 λ=λ0(1+bt)比較高溫區(qū)與低溫區(qū)的導(dǎo)熱系數(shù)。
接觸熱阻:
高熱流密度不能略
影響因素:
粗糙度、硬度、壓力
2.
通過圓筒壁的導(dǎo)熱·
導(dǎo)熱微分方程(柱坐標(biāo)):
條件:圓筒長度比半徑大得多簡化后:
邊界條件:
熱量表達(dá)式:
實際溫度分布:
由內(nèi)向外:傳熱面積增大,傳熱量不變。溫度變化變緩。
3. 通過球壁的導(dǎo)熱
熱阻表達(dá)式:
1. 具有內(nèi)熱源的平壁
微分方程:
邊界條件:
得溫度分布:
2. 有內(nèi)熱源的圓柱體
微分方程:
溫度分布:
肋片強(qiáng)化傳熱的原因:
1. 增加對流換熱面積
2. 破環(huán)對流邊界層
肋片導(dǎo)熱的推導(dǎo):
1. 假定條件:
?。?). 寬度方向很長,取單位寬度l = 1
( 2 ). , h都為常數(shù)
?。?). 導(dǎo)熱熱阻<< 1 / h,保證肋片溫度只沿高度變化
2. 推導(dǎo)過程:
由能量守恒:
-截面面積
-截面周長
聯(lián)立得:
定義:
得微分方程:
通解為:
由邊界條件:
得溫度分布:
= H 時:
肋效率:
等截面直肋肋效率:
影響肋效率的因素:
1. 導(dǎo)熱系數(shù), 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?zhèn)鳠嵯禂?shù)h, h越大,肋效率越小
注意:
1. 肋端絕熱,不是絕熱可以采用等效肋高
2. Bi<0.05時, 誤差小于1%,若是短直肋,采用數(shù)值計算的方法