《导热内容总结》ppt课件

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1、导热内容总结基本概念、基本原理、基本计算1基本概念温度场温度梯度导热系数热扩散系数热阻接触热阻毕渥数傅立叶数肋片效率2基本理论傅立叶定律导热微分方程3直角坐标系柱坐标系球坐标系基本计算一维稳态导热问题的分析计算（平板、圆筒壁、球壳、伸展体，无内热源和有内热源，常物性和变物性）；一维非稳态导热问题的简化计算（集总参数法）；一维非稳态导热问题的分析计算（模诺图法）多维稳态导热问题的数值解（节点方程式的建立）；一维及多维非稳态导热问题的数值解；多维非稳态导热问题的乘积解。4基本要求掌握温度场、温度梯度和热流密度的基本概念。掌握傅里叶定律及其数学表达式；理解热导率和有效热导率的基本概念，了解影响

2、材料热导率的因素和常见材料的热导率的数值范围。掌握能量守恒定律和傅里叶定律在微元体热传导中的应用；理解热传导方程各项的物理意义，理解不同类型的热传导方程定解条件的物理意义和确定方法；了解圆柱坐标系和球坐标系中热传导方程的表达形式。掌握无限大平壁、无限长圆筒壁稳态温度分布特点、掌握其热流量、热流密度的计算方法；掌握热阻的概念、多层壁热阻的计算以及通过多层壁的热流量的计算方法；了解接触热阻及其对传热的影响。5基本要求了解延伸体导热的特点；理解延伸体导热问题的研究方法、方程的物理意义和毕渥数的定义；掌握延伸体温度分布和传热量的计算方法，掌握肋效率的定义和计算方法；了解延伸体导热理论的应用。了解

3、非稳态导热过程的特点，掌握常物性第三类边界条件下无限大平壁内非稳态温度场的计算方法，理解傅里叶数的定义，理解非稳态导热过程中的正规状况；了解非稳态导热的诺谟图及平壁内温度分布与毕渥数的关系。掌握分析非稳态导热的集总参数法，掌握集总参数法计算非稳态导热过程，理解时间常数的概念，了解集总参数法在工程中的应用。掌握常物性第三类边界条件下二维和三维非稳态导热问题的乘积解法，了解一般的二维和三维导热问题的特点。了解数值方法的基本原理，掌握二维稳态导热问题的有限差分法；理解离散化方程的迭代方法；掌握一维非稳态导热问题的有限差分法，理解显式格式的计算过程及数值稳定性；了解一维非稳态导热问题的隐式计算格

4、式。6例题1.蒸汽直管道的外为准备包两层厚度都是15mm的不同保温材料。a材料的导热系数，b材料的导热系数若温差一定，试从减少热损失的观点看下列两种方案哪一种更好？（1）a在里，b在外；（2）b在里，a在外。例题的解解：采用方案（1）时，每米管长的散热损失为采用方案（2）时，每米管长的散热损失为比较两种情况下的散热损失，可知从减少散热的观点看，方案（1）较方案（2）好，即保温性能好的材料放在里边时散热损失小。例题2.直径为5mm，长为18cm，初始温度为25℃的钢棒，其一端保持250℃，另一端悬于空气中。从某一时刻开始，有20℃的空气掠过钢棒，其换热系数。现在将钢棒分成三等份，并以每等份

5、的右边界为节点，用有限差分发的显示格式写出各节点的节点方程式，并说明使方程解收敛的条件。例题的解解：根据要求将问题离散，并给节点标号；用热平衡的方法建立各节点的节点方程式；0123节点1节点2节点3式中，例题3.一火箭发动机喷管，壁厚为9mm，初始温度为30℃。在进行静推力实验时，温度为1750℃的高温燃气送入该喷管，燃气与壁面间的表面传热系数为1950。喷管材料的密度为8400导热系数为24.6，比热容为560。假设喷管因直径与厚度之比较大可视为平壁，且外侧可作绝热处理。试确定：（1）为使喷管的最高温度不超过材料允许温度（1000℃）而能允许的运行时间；（2）在所允许时间的终了时刻，壁

6、面中的最大温差；（3）在上述时刻壁面中的平均温度剃度和最大温度剃度。例题的解解：（1）该问题的物理模型如图。判断能否用集总参数法；查图3－7查图3－6（2）计算绝热面上的温度（3）最大的温度梯度在右侧面上，最小的温度梯度在绝热面上℃℃例题的解℃/m最大的温度梯度最小的温度梯度℃/m平均温度梯度例题4.平板的厚度为，两表面的温度分别为和，且。平板材料的导热系数是温度的函数，即。试求热流密度和板内温度分布的表达式。x例题的解解：先求热流密度。根据傅立叶定律分离变量两边积分再求温度分布例题的解温度分布的求解方法有两种（1）利用傅立叶定律间接求解（2）利用导热问题的数学描写直接求解例题一个由A

7、和B两种材料组成的复合平板。已知条件如图。试求1.画出稳定条件下复合壁内的温度变化；2.计算稳态时A、B接触面的温度及B与流体接触面的温度。AB绝热例题的解℃℃