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15 3.4 半无限大物体非稳态导热.pptx

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本课件为《传热学》第15讲「3-4 半无限大物体非稳态导热」,讲解半无限大物体的概念、三类边界条件下的分析解、误差函数与热量渗透深度的计算,配合课堂图示与算例逐步推导,可用于课前预习、课堂对照与课后复习。

半无限大物体非稳态导热封面页,半无限大物体的概念、三类边界条件下的分析解、误差函数与热量渗透深度的计算
3.4.1半无限大物体定义半无限大物体是页,非稳态导热的特有概念。
物理的理解当物体表面上发生的热扰动的影响页,尚未波及到物体内部中去,就可以把该表面以下未受影响的部分的物体看成是广袤无边的,即相当于一个半无限大的物体。
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第1页:半无限大物体非稳态导热

3-4 半无限大物体非稳态导热:本页为《传热学》课程课件封面,标示课程名称与本讲主题。

第2页:3.4.1半无限大物体定义半无限大物体是

3.4.1半无限大物体定义半无限大物体是非稳态导热的特有概念。

所谓半无限大物体,几何上是指如图所示的那样的物体,其特点是从x=0的界面开始可以向x正的方向及其它两个坐标(y,z)方向无限延伸。

0x3.4半无限大物体非稳态导热

第3页:物理的理解当物体表面上发生的热扰动的影响

物理的理解当物体表面上发生的热扰动的影响,尚未波及到物体内部中去,就可以把该表面以下未受影响的部分的物体看成是广袤无边的,即相当于一个半无限大的物体。

之所以
“半”,是指表面的存在把x方向分成了两半,所讨论的区域仅限于x>0

这种概念在处理许多工程实际问题非常有用。

现实世界中并不存在半无限大物体,但在研究物体中非稳态导热的初始阶段,则有可能把实际物体当无限大物体来处理。

第4页:3.4.2物理问题和数学描述一个半无限大

3.4.2物理问题和数学描述一个半无限大物体,初始温度均匀为t0,在τ =0时刻,在x=0的一侧表面温度突然升高到tw,并保持不变(第一类BC),试确定物体内部温度随时间的变化。

第5页:3.4.3解的结果式中:称为误差函数

3.4.3解的结果式中
误差函数
  • 1.温度分布物体中温度随时间的变化如右图。

第6页:导热量表示物体向与其接触的高温物体吸热的

  • 2.导热量表示物体向与其接触的高温物体吸热的能力;

冬天用手摸触同温度金属与摸触木头感觉不同。

  • 3.吸热系数(heat absorption coefficient)称为吸热系数

第7页:该x处的温度可以认为仍等于t0

该x处的温度可以认为仍等于t0(无量纲过余温度的变化小于0.5%)。

3.4.4解的分析

第8页:从几何位置上说在τ时刻

从几何位置上说在τ时刻x处处的温度可以认为尚未发生变化。

对一块初始温度均匀的厚2δ的平板,当其一个侧面的温度突然变化到另一恒定温度时,如果其半厚度则在τ时刻之前该平板中瞬时温度场的计算均可采用半无限大物体的模型。

从时间上看,如果则此时x处的温度可认为完全不变,因而可以把视为惰性时间,即当时的温度可认为等于t0。

或者说,当它的局部Fo数物体中的非稳态导热可以作为半无限大物体处理。

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