安工大冶金传输原理教案09导热

1第九章导热理想的一维导热平壁是：宽厚。这时沿长宽方向温度的变化小，可以忽略，而大 q1、第一类边界条件（已知表面温度t=f(τ)：表面温度=常数设有一厚度为S的无限大的单层平壁，无内热源，λ=常数，两侧的温度tw1＞twYYx=0t=tw1x=st=tw2Xss2例（9-1具有内热源并均匀分布的平壁，厚2S，且长度远大于宽度，平壁两表面的温度S Sλ1S 2Sλ2S Sλ3 31=0.7+0.64×10-3tW/m℃2=0.14+0.12×10-3tW/m℃炉墙两侧表面温度各为t1=1400℃,t3=100℃,求稳态时通过炉墙的导热通量和两层砖交s sλ1s 2sλ212、第三类边界条件（以传导方式传给固体表面上的热量和以tf2tf14上式分母是单位面积的总热阻。1α1 sλ1α2如果平壁是由几种不同材料组成的多层平壁，则按热阻串联的概念，可以直接得到热工程上常遇到如：风管、圆筒形的炉子等，若筒壁长度外经（即L/d外边界条件r=r1t=tw1r=r2t=tw25tw2tw2Qtw1tw4tw46Ltf11α22L12πλLd2d12tf2tf17∴dxdc时，热阻R∑取极小。即q最大，相应的热损失最大。如图：q1）当管道的外径d2＜dc时，在管道外面敷设绝热层，热损失不仅直至绝热层外径=dc为止，此后，再增加绝热层外径到＞d3时，才真正起到减少热损失的作8,其特点有：3）物体的焓的变化速度不仅与它的导热能力(λ)有关，也与它的蓄热能力（单位容热扩散系数a是影响不稳态导热过程中物体温度变化快慢的。即t=f(τ)已经简化为常微分方程9所以：Bi是按薄材处理，现在Bi=()≤0.1M给热系数α=120w/m2℃,求偶指示温度达199℃时所需的时间。半无限大物体：是指受热面位于X=0处，厚度X=+∞,对一个有限厚度的物体，当界Xee_z2dz称高斯误差函数，对不同的η值，可以由表和图查出高℃,包内钢水深度为2.4m，已知包壁材料的热物性参数λ=1.04w/m℃,ρ=2700㎏/m3,Cp=1.25KJ/kg℃,求在开始15min内ttwtwτ02Sx表面温度为常数、一维、不稳态导热，如道外壁温度为400℃,希望保温层外表面温度不超过50℃,且每米长管道上散热量小于163W。试确定所需的保温层厚度。已知玻璃棉毡的λ=0.033+0.23×10_3tW/m℃制品作保温包扎层的最小厚度。设蒸汽管外表温度为400℃,保温层的外壳温度为250℃。已知珍珠岩制品的λ=0.064+0.11×10_3t。面温度t1=150℃,现拟用玻璃棉保温(λ=0.0526W/m℃),若要求保温层外壁温度不高于40℃,允许热损失为QL=52.3W/m，试计算玻璃棉保温层最小厚度。例（9-11）有一直径d=5cm的钢球，初始温度为450℃,将其突然置于温度为30℃的空例（9-12）某炉基在开炉后表面温度由0℃突然上升到tw=1200℃,求2）微分方程差分化：定解域离散化，并将未知函数离散成结点值，再将微分方1）将求解区域离散化——划分成有限个小网格；网格线的交点——Yj=njw2Q(f)→(i,j)=α(tf_ti,j).Δy×1故：Q(i_1,j)→(i,j)+Q(i,j+1)→(i,j)+Q(i,j_1)→(i,j)+Q(J)→(i,j)=02）把初始值代入迭代公式，在第一类边界条件下，迭代公式就是内部节点方程。得<εi,ji,ji,j它与简单迭代法的区别：在计算第k+1次近似值时，如果它500℃100100℃100℃100℃不稳态导热的有限差分方法和稳态导热的有限差分方法在原理上及建立差分方程上都（a）2X=0X=0处：不稳态导热条件下Q=0Q[外部介质传给外表面的热量]+[通过第一层导 .1.12在傅立叶准数中，Fo，时间步长(Δτ)和空间步长(Δx）相互制约，如果例