下载文档原格式
非稳态导热的基本特点简介非稳态导热是指热量在物体中传播过程中，温度场随时间发生变化的现象。
相比稳态导热，非稳态导热的特点更加复杂和动态。
基本概念在进一步探讨非稳态导热的基本特点之前，我们先来了解一些相关的基本概念：1.热传导：指物质内部由高温区向低温区传递热量的现象，热能以分子碰撞的方式传导。
2.热扩散：是指物质内部温度差引起的分子的热运动，导致热量向周围传播的过程。
3.热传导方程：描述了非稳态导热的基本规律，形式为∂T(x,t)∂t =α∂2T(x,t)∂x2，其中T(x,t)为温度场，x为空间坐标，t为时间，α为热扩散系数。
非稳态导热的主要特点1. 温度场随时间变化在稳态导热中，物体的温度场是随空间坐标变化而稳定的；而在非稳态导热中，温度场不仅随空间坐标变化，还会随时间发生变化。
这意味着物体的温度分布在传播过程中会发生改变。
2. 传热时间依赖非稳态导热过程中，传热时间不再是一个常数，而是随着时间的推移而改变。
不同部位的温度差越大，传热时间会越短。
这是因为温度差越大，传热速率越快。
3. 初始和边界条件的影响非稳态导热过程中，初始和边界条件起着重要的作用。
初始条件是指导热开始时物体内部温度分布的初始状态，边界条件是指物体表面与外界的热交换情况。
不同的初始条件和边界条件会引起不同的非稳态导热行为。
4. 温度传播的迟滞效应相比稳态导热，在非稳态导热中温度的传播速度较慢。
这是由于热传导所需要的时间，以及物质自身的热容和热传导性质等因素共同作用的结果。
5. 温度波动的存在在非稳态导热过程中，温度场会出现波动现象。
这是由于能量在物体内部的传递是通过分子的热运动实现的，而分子的热运动是随机的，因此温度场会存在一定的波动性。
6. 热传导方程的求解非稳态导热过程可以通过求解热传导方程来描述和预测。
热传导方程是一个偏微分方程，可以通过数值方法或解析方法进行求解。
求解热传导方程可以得到物体中温度场随时间演变的规律。
非稳态导热的基本特点概述非稳态导热是指物体在温度场发生变化的过程中，热量的传导不再保持稳定状态，而是随着时间的推移而发生变化。
在非稳态导热中，温度分布和热流随时间的变化成为了重要的考虑因素。
基本原理非稳态导热过程可以通过热传导方程来描述，即Fourier定律。
根据Fourier定律，物体内部各点之间的热传导速率正比于温度梯度，并与物体的导热性质有关。
温度分布在非稳态导热过程中，物体内部各点的温度随时间变化。
初始时刻的温度分布、边界条件和物体的性质决定了温度随时间的演化。
当物体处于非稳态时，温度场会逐渐趋于稳定状态。
瞬态响应在非稳态导热过程中，物体对外界环境变化的响应称为瞬态响应。
当外界环境发生突然变化时，物体内部各点的温度会出现瞬时的变化，然后逐渐趋于新的稳定状态。
热传导时间常数热传导时间常数是描述非稳态导热过程中物体响应时间的一个重要参数。
它定义为物体中热量传导所需的时间，可以用来估计物体对外界环境变化的响应速度。
边界条件在非稳态导热过程中，边界条件对温度分布和热流的影响不能被忽略。
边界条件包括物体表面的温度、热流和材料的性质等。
不同的边界条件将导致不同的温度分布和瞬态响应。
界面阻抗当两个不同材料接触时，由于其导热性质的差异，会产生界面阻抗。
界面阻抗会影响热量在两个材料之间的传递速率，从而影响非稳态导热过程。
数值模拟非稳态导热过程可以通过数值模拟来进行分析和预测。
数值模拟方法包括有限差分法、有限元法等，可以根据初始条件、边界条件和物体性质来计算温度分布和瞬态响应。
应用领域非稳态导热的基本特点在许多领域都有重要的应用，如材料科学、工程热学、地球科学等。
它可以用于分析材料的热传导性能、预测物体对温度变化的响应以及解决与热传导相关的问题。
结论非稳态导热是物体在温度场发生变化的过程中，热量传导不再保持稳定状态的现象。
非稳态导热过程可以通过热传导方程来描述，其中温度分布和瞬态响应是重要考虑因素。
边界条件和界面阻抗对非稳态导热过程有重要影响。
第二章导热的基本定律及稳态导热从本章开始将深入的讨论三种热量传递方式的基本规律。
研究工作基本遵循经典力学的研究方法，即提出物理现象、建立数学模型而后分析求解的处理方法，对于复杂问题亦可在数学模型的基础上进行数值求解或试验求解。
采用这种方法，我们就能够达到预测传热系统的温度分布和计算传递的热流量的目的。
导热问题是传热学中最易于用数学方法处理的热传递方式。
因而我们能够在选定的研究系统中利用能量守恒定律和傅立叶定律建立起导热微分方程式，然后针对具体的导热问题求解其温度分布和热流量。
最后达到解决工程实际问题的目的。
2－1 导热的基本概念和定律1温度场和温度梯度1.1温度场由于热量传递是物质系统内部或其与环境之间能量分布不平衡条件下发生的无序能量的迁移过程，而这种能量不平衡特征，对于不可压缩系统而言，可以用物质系统的温度来表征。
于是就有“凡是有温差的地方就有热量传递”的通俗说法。
因此，研究系统中温度随时间和空间的变化规律对于研究传热问题是十分重要的工作。
按照物理上的提法，物质系统内各个点上温度的集合称为温度场，它是时间和空间坐标的函数，记为yxft=2－1(τz),,,式中,t—为温度; x,y,z—为空间坐标; -- 为时间坐标。
如果温度场不随时间变化,即为稳态温度场，于是有yxft=2—2(z,),稳态温度场仅在一个空间方向上变化时为一维温度场,t=2—3f)(x稳态导热过程具有稳态温度场,而非稳态导热过程具有非稳态温度场。
1.2等温面温度场中温度相同点的集合称为等温面,二维温度场中则为等温线,一维则为点.取相同温度差而绘制的等温线(对于二维温度场)如图2-1所示,其疏密程度可反映温度场在空间中的变化情况。
等温面不会与另一个等温面相交,但不排除十分地靠近,也不排除它可以消失在系统的边界上或者自行封闭。
这就是等温面的特性。
1.3温度梯度温度梯度是用以反映温度场在空间的变化特征的物理量。
按照存在温差就有热传的概念,沿着等温面方向不存在热量的传递。
传热学第一章、绪论1.导热：物体的各个部分之间不发生相对位移时，依靠分子，原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递称为热传导，简称导热。
2.热流量：单位时间内通过某一给定面积的热量称为热流量。
3.热流密度：通过单位面积的热流量称为热流密度。
4.热对流：由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移、冷热流体相互掺混所导致的热量传递过程。
5.对流传热：流体流过一个物体表面时流体与物体表面间的热量传递过程。
6.热辐射：因热的原因而发出的辐射的想象称为热辐射。
7.传热系数：传热系数树枝上等于冷热流体见温差℃1=∆t ，传热面积21m A =时的热流量值，是表征传热过程强度的标尺。
8.传热过程：我们将热量由壁面一侧流体通过壁面传递到另一侧流体的过程。
第二章、导热基本定律及稳态导热1.温度场：各个时刻物体中各点温度所组成的集合，又称为温度分布。
2.等温面：温度场中同一瞬间温度相同的各点连成的面。
3.傅里叶定律的文字表达：在导热过程中，单位时间内通过给定截面积的导热量，正比于垂直该界面方向上的温度变化率和截面面积，而热量的传递方向则与温度升高的方向相反。
4.热流线：热流线是一组与等温面处处垂直的的曲线，通过平面上人一点的热流线与改点热流密度矢量相切。
5.内热源：内热源值表示在单位时间内单位体积中产生或消耗的热量。
6.第一类边界条件：规定了边界点上的温度值。
第二类边界条件：规定了边界上的热流密度值。
.第三类边界条件：规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数h 及周围流体的温度ft 7.热扩散率a ：ca ρλ=，a 越大，表示物体内部温度扯平的能力越大；a 越大，表示材料中温度变化传播的越迅速。
8.肋片：肋片是依附于基础表面上的扩展表面。
第三章、非稳态导热1.非稳态导热：物体的温度随时间的变化而变化的导热过程称为非稳态导热。
2.非正规状况阶段：温度分布主要受出事温度分布的控制，称为非稳态导热。
