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1、经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第三章第三章 非稳态导热非稳态导热 内容概述内容概述 本章讨论有关非稳态导热的问题:本章讨论有关非稳态导热的问题:1.1.非稳态导热的基本概念非稳态导热的基本概念;2.2.进进一一步步由由简简单单到到复复杂杂依依次次讨讨论论零零维维(一一种种近近似似处处理理)、一一维维及及多多维维问问题题的的分分析析解解法法及及其其主主要要结结果。果。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用非
2、周期性非稳态导热:物体的温度随时间不断地升非周期性非稳态导热:物体的温度随时间不断地升高(加热过程)或降低(冷却过程),在经历相当高(加热过程)或降低(冷却过程),在经历相当长时间后,物体温度逐渐趋近于周围介质温度。长时间后,物体温度逐渐趋近于周围介质温度。3-1 3-1 非稳态导热的基本概念非稳态导热的基本概念一、非稳态导热的分类一、非稳态导热的分类非周期性非周期性周期性周期性非稳态导热非稳态导热经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、特点二、特点 导热体的内能随时间发生变化,导热体要储存或导热体的
3、内能随时间发生变化,导热体要储存或释放能量。释放能量。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用称为热扩散率称为热扩散率,它反映材料导热性能和它反映材料导热性能和储存能量能力的相对大小。储存能量能力的相对大小。举例:升温过程中炉墙内部的温度变化,假定导热举例:升温过程中炉墙内部的温度变化,假定导热系数为常数。系数为常数。根据导热基本定律根据导热基本定律0 xtt1t2经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用三、第三类边
4、界下非稳态导热的定性分析三、第三类边界下非稳态导热的定性分析 第三类边界下非稳态导热是最常见的一种情况,第三类边界下非稳态导热是最常见的一种情况,根据导热体材料的性质和表面的换热条件分三种情根据导热体材料的性质和表面的换热条件分三种情况况 。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用毕渥准则数毕渥准则数(1)当当 Bi 时,意味着表面传时,意味着表面传热系数热系数 h (Bi=h /),),对流换热热阻趋于对流换热热阻趋于0。平壁的表。平壁的表面温度几乎从冷却过程一开始,面温度几乎从冷却过程一开始,就立刻降
5、到流体温度就立刻降到流体温度 t 。式中式中l为特征尺度为特征尺度经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(2)当当Bi0时,意味着物体的导时,意味着物体的导热系数很大、导热热阻热系数很大、导热热阻 0(Bi=h/)。任何时间物体)。任何时间物体内的温度分布都趋于均匀一致。内的温度分布都趋于均匀一致。(3)当当0Bit。物物性参数为常量。性参数为常量。物理问题描述物理问题描述体积为体积为V表面积为表面积为A物性物性,c初始温度初始温度t0流体温度流体温度t表面换热系数表面换热系数h经营者提供商品或者服务有
6、欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用守恒方程式守恒方程式方程式可改写为方程式可改写为分离变量得分离变量得经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用对对 从从0到任意时刻到任意时刻 积分积分上式中右端的指数可作如下变化上式中右端的指数可作如下变化经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用称为傅立叶数称为傅立叶数导热体在时间导热体在时间 0 内传给流体的总
7、热量:内传给流体的总热量:式中式中BiV V是特征尺度是特征尺度l用用V/AV/A表示的毕渥数。表示的毕渥数。同样同样FoV V是特征尺度是特征尺度l用用V/AV/A表示的傅里叶数。表示的傅里叶数。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用三、符合集总体的判别条件三、符合集总体的判别条件 对于厚为对于厚为2的平板:的平板:M=1半径为半径为R的圆柱:的圆柱:M=1/2半径为半径为R的球:的球:M=1/32RR经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者
8、购买商品的价款或接受服务的费用 如果导热体的热容量(如果导热体的热容量(Vc)小、换热条件好)小、换热条件好(hA大),那么时间常数大),那么时间常数(Vc/hA)小,导热体的小,导热体的温度变化快。温度变化快。四、时间常数四、时间常数流体流体热电偶接点热电偶接点管道管道经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 对于测温的热电偶接点,时间常数越小、说明对于测温的热电偶接点,时间常数越小、说明热电偶对流体温度变化的响应越快。这是测温技术热电偶对流体温度变化的响应越快。这是测温技术所需要的。所需要的。热惰性级
9、别热惰性级别时间常数时间常数(秒秒)90-18090-18030-9030-9010-3010-301010热电偶时间常数热电偶时间常数经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用3-5 3-5 半无限大物体的非稳态导热半无限大物体的非稳态导热(有兴趣的看有兴趣的看)一、半无限大物体定义一、半无限大物体定义 半半无无限限大大物物体体是是非非稳稳态态导导热热的的特特有有概概念念。所所谓谓半半无无限限大大物物体体,几几何何上上是是指指如如图图所所示示的的那那样样的的物物体体,其其特特点点是是从从x=0的的界界面面
10、开开始始可可以以向向x正正的的方方向向及及其其它它两两个个坐坐标标(y,z)方方向向无无限限延延伸。伸。0 x经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、物理问题和数学描述二、物理问题和数学描述 一个半无限大物体一个半无限大物体,初始温度均匀为初始温度均匀为t0,在,在 =0 时刻,在时刻,在x=0的一的一 侧表面温度突然升高到侧表面温度突然升高到tw,并保,并保持不变,现在要确定物体内部温度随时间的变化。持不变,现在要确定物体内部温度随时间的变化。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用三、解的结果三、解的结果式中式中:称为误差函数称为误差函数,查图查图3-123-12和附录和附录1717计算。计算。