4.1 非稳态导热基本概念

第四章 4.1节 （8）
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求解瞬态导热问题的两个主要目的:
• 确定物体Biblioteka Baidu某给定位置达到预定温度所
需要的时间，以及在这段时间内热源所 提供的总热量 为拟定加热或冷却工 艺条件提供必要的依据
• 确定经历一定时间后，物体内温度场的
分布状态以及它相对时间的变化速率 掌握物体内的温度分布状况并校核 热应力
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4.1.2 瞬态导热过程的基本特征
试分析：无限大 平壁一侧流体温 度突然跃升，另 一侧温度不变， 整个平壁经历的 温度变化过程。
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注意：3 时刻特指温度扰动刚刚传到平壁右表面
的那个时刻，称为穿透时间；
瞬态导热过程热量传递的基本特征：
1.平壁内一定位置在瞬态过程开始后一定时间 才出现温度变化，这种现象叫做热量传递的 “滞后效应”。
第 4 章 非稳态导热
在自然界和工程应用中，存在着大量温度随时间 变化的非稳态导热过程.如： •热力发动机启动、暖机、变工况和停机过程中 •机械零部件进行加热、冷却或热处理时 •自然界四季和一天中气温循环往复地变化
注意： ➢导热的基础理论对稳态和非稳态问题都适用 ➢傅里叶定律表达的热流量是某时刻的瞬时值
第四章 4.1节 （8）
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4.1 非稳态导热的基本概念
4.1.1 非稳态导热问题的类型
• 瞬态导热（transient conduction）: 物体内温度 随时间连续升高（加热过程）或连续下降 （冷却过程），直至逐渐趋近于某个新的平 衡温度值
• 周期性导热（periodic unsteady conduction）: 多半由边界条件的周期性变化引起
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2.平壁内任何位置都经历了温度升高，即热力 学能（内能）的蓄存过程。
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与导热相伴随的蓄热过程分析 :
• 整个非稳态导热就是 在这种一边导热、一 边蓄热（同时发生） 的过程中进行的
• 同一时刻通过平壁内 任何两个与热流方向 垂直截面的热流密度 都不相等
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传入平壁的净热量？
两条线所夹的 面积代表平壁在 整个瞬态过程中 蓄存的总热量。
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瞬态导热过程热量传递的基本特征：
3. 整个瞬态导热过程分成具有不同特点 的两个阶段，即 初始阶段 ( initial regime ) 和 正规状况阶段（ regular regime），初始阶段也可以称为非正 规状况阶段。