温度场分析理论总结教学提纲
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《温度》说课稿温度是我们日常生活中非往往见的一个物理量,它不仅在气象学、物理学等科学领域中有着重要的应用,也直接影响着我们的生活。
本文将从温度的概念、温度的测量方法、温度的影响因素、温度的应用以及温度的单位等五个方面来详细阐述温度的相关知识。
一、温度的概念1.1 温度的定义温度是物体内部份子或者原子的平均动能的度量,它反映了物体的热量状态。
温度高低决定了物体的热能大小。
1.2 温度的量纲和单位温度的量纲是K(开尔文),K是国际单位制中的温度单位。
在国际单位制中,摄氏度(℃)也常用来表示温度。
1.3 温度与热量的关系温度和热量是密切相关的概念,热量是物体之间传递的能量,而温度则是物体内部份子或者原子的平均动能的度量。
热量的传递会导致物体的温度变化。
二、温度的测量方法2.1 温度计的原理温度计是测量温度的仪器,常见的温度计有水银温度计、电子温度计等。
水银温度计利用水银的膨胀性质来测量温度,而电子温度计则利用电阻、电压等物理量与温度之间的关系来测量温度。
2.2 温度计的使用注意事项在使用温度计时,需要注意一些事项,如避免温度计的破损、正确读取温度计的刻度等。
此外,不同类型的温度计在使用时也有各自的特点和适合范围。
2.3 温度的间接测量方法除了使用温度计进行直接测量外,还可以通过其他物理量的测量来间接推算温度。
例如,利用热电偶的电势差来测量温度,或者利用黑体辐射的特性来测量温度。
三、温度的影响因素3.1 外界环境的影响温度受到外界环境的影响,例如气温、湿度、气压等因素都会对温度产生一定的影响。
在进行温度测量时,需要考虑并消除这些因素的干扰。
3.2 物体本身的性质不同物体由于其材料的不同,具有不同的导热性、热容性等性质,因此在相同温度下,不同物体的热量可能是不同的。
3.3 温度的变化对物体的影响温度的变化会导致物体的性质发生变化,例如物体的体积、电阻等都会随温度的变化而发生相应的变化。
这些变化在实际应用中往往需要考虑。
温度分析知识点总结温度是物体分子运动速度的一种表现,是一个物体的热量高低的度量标准。
在生活中,我们经常使用温度来描述物体的状态和热量的传递。
温度分析是一个广泛的概念,涉及到多种领域,包括物理学、化学、气象学、工程学等。
在不同的领域里,温度分析有不同的应用和技术,下面就对温度分析的知识点进行总结。
温度的基本概念温度是一个物体内部分子或原子的平均动能的度量。
在宏观层面上,温度越高,物体内部的分子或原子的平均动能越大,物体的热量也越多。
温度的单位有多种,包括摄氏度、华氏度、开尔文等。
在不同的领域中会采用不同的温度单位。
温度的测量温度的测量是温度分析的第一步,准确的温度测量对于后续的分析非常重要。
目前常用的温度测量方法包括温度计、红外线测温仪、温度传感器等。
温度计是一种常见的温度测量工具,根据不同的物理原理,可以分为水银温度计、酒精温度计、气体温度计等。
红外线测温仪利用物体辐射的红外线辐射强度与温度之间的关系测量物体的温度。
温度传感器是一种电子设备,可以将温度转化为电信号,通过电子设备对温度进行测量。
温度的传导温度分析中,还会涉及温度的传导问题。
温度传导是指温度在物体内部的传递过程。
在热学中,温度传导可以分为三种方式:传热、传导和辐射。
传热是指在固体和液体中,热量的传递方式。
传导是指通过物质分子之间的碰撞、振动和相互摩擦传递热量的过程。
辐射是指通过辐射方式传递热量。
在温度分析中,需要考虑物体的传热系数、热传导率等参数。
温度的控制温度分析还包括温度的控制问题。
在工程学和制造业中,对于一些需要严格控制温度的工艺和设备,需要进行温度控制。
温度控制通常采用调节热源供应和热量的散失方式来实现。
常见的温度控制方法包括PID控制、模糊控制、自适应控制等。
PID控制是一种常见的控制方法,根据系统的误差大小、误差变化率和误差积分值对控制器进行调节。
温度分析在不同领域的应用温度分析在不同领域中有着广泛的应用。
在物理学中,温度分析常常用来研究物质的热力学性质和相变规律。
温度场的概念-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述温度场是指在物体或系统中的各个位置上存在着不同的温度分布情况。
温度是一种物理量,它反映了物体内部分子或原子的平均热运动能力。
而温度场则描述了不同位置上的温度分布情况,帮助我们理解和描述物质内部的热量分布与传递。
温度场的探究与研究对各个领域都有重要的意义,特别是在工程、物理学、地球科学等领域。
通过对温度场的研究,我们可以更好地了解物质内部的热传导、热辐射和热对流等现象,为工程设计和科学研究提供有力的支持。
本文将首先介绍温度场的定义,然后深入探讨其特性。
最后,通过总结温度场的概念和探讨温度场在实际应用中的意义,我们可以更好地理解和应用温度场的概念,促进相关领域的发展和进步。
在接下来的章节中,我们将逐一介绍温度场的定义和特性。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式进行编写:文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织结构,主要包括引言、正文和结论三个主要部分。
引言部分将提供对温度场概念的概述,并介绍文章的结构和目的。
首先,我们将简要概述温度场的基本概念,并阐明为什么温度场是一个重要的研究领域。
接着,我们将阐明本文的结构,以便读者能够了解各个部分的内容和目标。
正文部分将详细探讨温度场的定义和特性。
首先,我们会给出温度场的定义,并介绍温度场的一个基本描述——温度场分布的空间和时间变化规律。
然后,我们将深入探讨温度场的特性,涵盖温度场的量纲、单位以及与其他物理量之间的关系等方面的内容。
结论部分将对全文进行总结,并探讨温度场在实际应用中的意义。
首先,我们将对本文所介绍的温度场概念和特性进行总结,强调其重要性和研究价值。
然后,我们将重点关注温度场在实际应用中的意义,包括工程应用、气候学和环境保护等领域。
最后,我们将指出温度场研究的一些未来发展方向,并呼吁更多的学者和研究人员参与其中。
通过以上的文章结构,读者可以清晰地了解整篇文章的内容布局,让他们能够更好地理解和阅读文章。
温度场分析理论总结温度场分析理论是研究温度分布和传热的一种方法,广泛应用于工程领域,对于设计和优化热传导设备和系统具有重要意义。
本文将对温度场分析理论进行总结,包括温度场分析的基本原理、常见的温度场分析方法以及其应用领域和发展趋势。
温度场分析的基本原理是通过对传热方程的求解,得到系统内不同位置上的温度分布。
传热方程一般为热传导方程,描述了热量在系统中的传递过程。
根据热传导方程,可以得到温度场的分布情况,并通过对温度场进行求解,得到系统内不同位置上的温度值。
常见的温度场分析方法包括解析解法和数值解法。
解析解法是通过解析求解热传导方程,得到温度场的解析表达式。
这种方法通常适用于简单的几何形状和边界条件的情况,可以快速得到温度场分布。
但对于复杂的几何形状和边界条件的情况,解析解法往往无法得到解析表达式,需要使用数值解法进行求解。
数值解法是通过将区域离散化为有限的网格,将热传导方程离散化为一组代数方程,并通过迭代方法求解这些方程,得到温度场分布。
常见的数值解法包括有限差分法、有限元法和边界元法等。
有限差分法是将区域划分为有限个节点,并在每个节点上近似热传导方程的导数,从而得到一组代数方程。
有限元法和边界元法则是将区域划分为有限个单元,通过对单元内部的温度进行逼近,得到温度场的数值解。
温度场分析理论广泛应用于工程领域,对于设计和优化热传导设备和系统具有重要意义。
比如,在电子器件的散热设计中,通过对温度场的分析,可以评估器件的散热性能,优化散热结构,提高器件的工作效率和寿命。
在热处理过程的温度控制中,通过对温度场的分析,可以控制加热行程和时间,保证材料达到所需的热处理效果。
在建筑空调系统的设计中,通过对温度场的分析,可以确定合理的风流设计,提高空调系统的能效。
温度场分析理论的发展趋势主要体现在以下几个方面。
首先,随着计算机技术的快速发展,数值解法在温度场分析中的应用越来越广泛。
计算机能够快速进行大量数据的计算和处理,大大提高了温度场分析的效率和精度。
物理课温度教案高中课题:温度教学内容分析:温度是物体内部微观分子热运动的有关物理量,也是物体冷热程度的一种表示方式。
在本节课中,我们将学习温度的定义、测量方法以及摄氏温度和开尔文温度的转换关系。
教学目标:1. 知道温度的定义和单位,了解摄氏温度和开尔文温度的转换关系;2. 能够正确使用温度计进行温度测量;3. 能够解决与温度相关的实际问题。
教学重点难点:1. 温度的定义和单位;2. 摄氏温度和开尔文温度的转换。
教学过程:一、导入教师通过实验或图片展示不同温度下物体的状态变化,引出温度的概念。
二、温度的定义和单位1. 温度的定义:温度是物体内部微观分子热运动的有关物理量。
2. 温度的单位:摄氏度(℃)、开尔文(K),通过示意图和实验演示区分两种温度单位。
三、温度测量1. 温度计的原理:温度计是利用物质的热膨胀性原理制作的,通过热膨胀或热传导实现温度测量。
2. 温度计的种类:水银温度计、电子温度计等,讲解不同温度计的原理和使用方法。
四、摄氏温度和开尔文温度的转换1. 摄氏温度和开尔文温度的关系:C = K - 273.15;2. 通过实例讲解摄氏温度和开尔文温度的相互转换。
五、综合练习分发练习题,让学生进行练习,巩固所学知识。
六、作业布置布置作业:完成练习题和实验报告,复习温度的定义、测量和转换方法。
七、课堂总结对本节课内容进行总结,强调温度在物理学中的重要性,温教学目标。
教学反思:本节课通过生动有趣的实验和实例,让学生轻松理解了温度的概念、单位和转换关系。
同时,通过练习和作业,巩固了学生对温度相关知识的掌握。
需要注意的是,在教学过程中要注重培养学生的实验能力和解决问题的能力,让他们能够运用所学知识解决实际问题。
2024温度说课稿范文今天我说课的内容是《温度》,下面我将就这个内容从以下几个方面进行阐述。
一、说教材1、《温度》是人教版小学科学四年级下册第三单元第1课时的内容。
它作为自然科学领域的重要知识点,涉及到学生日常生活中关于温度的认知和应用。
2、教学目标在深入研究教材的基础上,我确定了以下三点教学目标:①认知目标:理解温度的概念,掌握温度计的使用方法。
②能力目标:能够通过温度计测量物体的温度,并能够进行温度的比较。
③情感目标:培养学生对温度的兴趣,增强对科学的探索精神。
二、说教法学法在教学过程中,我采用了启发式教学法,通过提问与讨论的方式引导学生自主思考和发现。
学法上,我鼓励学生通过实际操作和观察来积极参与学习。
三、说教学准备在教学过程中,我准备了温度计、水杯、冷热水等实验器材,以便进行实际操作和观察。
同时,我还准备了相关的图片和多媒体资料,以直观呈现教学素材,激发学生的学习兴趣。
四、说教学过程1、引入新课我将会通过呈现一个天气预报的图片来引起学生的兴趣,并提出问题:你们知道天气预报上的温度是怎么测量的吗?学生可能会提出一些想法,我会适时给予肯定或引导,激发学生对温度的探究欲望。
2、探究新知我将向学生展示一台温度计,并提出问题:你们知道温度计是如何工作的吗?通过引导学生讨论,我将向学生介绍温度计的工作原理和使用方法,并进行实际操作和观察。
我会提醒学生注意使用温度计的注意事项,并让学生自己测量水杯中的温度。
3、巩固运用我将提供一些关于温度的问题和情境,让学生运用所学知识进行解答或讨论。
例如:如果手上感觉很冷,怎么知道实际的温度低于多少度?或者请你们分别用温度计测量一下室内和室外的温度,然后比较一下两者的温度差异。
4、展示总结我将请学生总结今天所学的知识点,并对学生的总结进行补充和强化。
同时,我也会鼓励学生提出自己的问题和想法,并及时给予解答或引导,以巩固学生的学习效果。
五、板书设计为增强教学的直观性和记忆性,我设计了以下板书内容:- 温度- 温度计的使用方法- 温度的比较通过以上的教学安排,我相信学生将能够全面理解温度的概念、掌握温度计的使用方法,并能够运用所学知识进行温度的测量和比较。
初中物理温度知识点总结教案一、知识点概述温度是衡量物体热量状态的物理量,它是质点热平衡状态下的一种指标。
温度高低取决于物体内部分子或原子的运动状态。
温度的单位是摄氏度(°C)或者开尔文(K)。
在温度的转换中,0°C等于273.15K。
温度的变化可以通过热学和温度控制来进行调节。
本教案将对初中物理中涉及到的温度知识点进行总结和归纳,其中包括温度单位、温度的计算、温度测量以及温度调节。
二、知识点详解1.温度单位(1)摄氏度(°C):是一种常用的温度计量单位,常用于普通温度的沸点和结冰点的界定,在平常的生活中运用广泛。
(2)开尔文(K):是一种国际单位制(SI)中量度温度的标准单位,它是热力学温度的单位制,由绝对零度开始定义。
(3)华氏度(°F):是温度单位之一,虽然并不常用,但在美国某些地方仍然使用。
2.温度的计算(1)C = (F-32)/1.8(2)F = C * 1.8 + 32(3)C = K - 273.153.温度测量(1)温度计:分为汞温度计、酒精温度计、空气温度计等。
(2)热像仪:热像仪是利用红外线辐射能测量物体表面温度的光学仪器。
4.温度调节(1)制冷:制冷是将低温传递给热源,将热源的温度降低的过程。
(2)恒温控制:恒温控制指的是控制温度处于一个设计范围之内。
三、教学过程1.温度单位(1)导入:“大家是否了解什么是温度?温度的单位有哪些?”(2)知识点讲解:“今天我们来介绍一下温度的单位,有摄氏度、开尔文、华氏度等多种温度计量单位。
”(3)练习:“如果一个物体的温度是25°C,那么它转换成开尔文单位应该是多少?”2.温度的计算(1)导入:“如果我们不知道一个物体的温度单位是摄氏度还是华氏度,那么我们该如何进行单位转换呢?”(2)知识点讲解:“我们可以使用公式进行计算,C = (F-32)/1.8,F = C * 1.8 + 32,C = K - 273.15。
温度场
温度场是描述空间中温度分布的一种物理概念。
在自然界中,物体的温度通常是不均匀的,不同位置的温度有所差异。
温度场这一概念可以帮助我们研究和理解这种分布规律。
温度场的基本概念
温度场可以用数学模型来描述。
在一个三维空间中,我们可以将温度场表示为一个函数T(x, y, z),其中x、y、z表示空间中的坐标。
这个函数告诉我们在每个空间点的温度是多少。
温度场的形成
温度场的形成受到多种因素的影响。
首先是热量的传导。
热量会自高温区传导至低温区,导致温度场的形成。
同时,热辐射和对流也会对温度场产生影响。
各种因素综合作用,形成了复杂的温度场。
应用与意义
温度场的研究在很多领域有着广泛的应用。
在工程领域中,了解物体表面的温度分布可以帮助设计更合理的散热系统;在气象学中,温度场的研究可以帮助预测天气变化;在地质学中,温度场可以用来推断地球内部的结构等等。
温度场的数学模型
为了更准确地描述温度场,我们可以利用热传导方程等数学模型来进行计算。
这些模型可以考虑不同的热源、导热系数等因素,从而更好地反映真实情况。
结语
温度场是一个复杂而又有趣的物理概念。
通过深入研究温度场,我们可以更好地理解物体之间的热力交换过程,为各种领域的应用提供理论支持。
希望大家对温度场有了更深入的了解,从而能够在实际工作中更好地应用和发展这一概念。
温度场测定结果
总结
温度场测定结果总结
根据温度场测定结果,我们可以逐步总结如下:
第一步:观察温度分布情况
首先,我们需要观察温度场测定结果中的温度分布情况。
可以通过测定结果中的温度数值和其位置信息,绘制温度分布图或温度等值线图来进行观察和分析。
第二步:分析温度变化趋势
在绘制温度分布图后,我们可以进一步分析温度变化趋势。
观察图中的温度等值线和等温区域,寻找温度变化的规律。
可以关注高温区域、低温区域以及温度梯度的变化情况。
第三步:确定温度梯度和热流方向
根据温度场测定结果,我们可以计算出不同位置处的温度梯度。
通过比较不同地点的温度差异,可以确定温度变化最剧烈的区域,并推测热流的方向。
温度梯度越大,热流传导作用越显著。
第四步:分析温度异常区域
如果温度场测定结果中存在温度异常的区域,我们需要进一步分析其原因。
可能是由于热源或热辐射导致的局部温度升高,或者由于冷却不良导致的局部温度降低。
通过分析异常区域的位置和周围环境条件,可以推测异常的成因。
第五步:应用温度场测定结果
最后,我们可以根据温度场测定结果进行相关应用。
例如,可以应用于工程热学中的热传导计算、材料热性能分析、热辐射模拟等领域。
温度场测定结果提供了重要的信息和数据,可以用于进一步的热力学分析和设计优化。
综上所述,根据温度场测定结果,我们可以通过观察和分析温度分布情况、温度变化趋势、温度梯度和热流方向以及温度异常区域等步骤,得出一系列结论。
这些结论对于理解热力学过程、优化设计以及解决相关问题具有重要意义。
1温度场分析的意义2离合器温度场分析的前提条件进行膜片弹簧离合器温度场分析时要考虑到很多因素的影响,在这些因素中有些是主要的因素,有些是次要的因素。
根据目前的研究条件和国内外对此研究的进展状况,针对本研究主要进行如下方面的假设啪儿驯。
(1)在离合器接合过程中,压盘摩擦片间不断地流入和流出,因此其温度在不断的变化,则摩擦片压盘的材料热性能参数要受到温度的影响。
由于实验仪器的限制,不能够测量这些参数的变化,故在这里假设压盘和摩擦片的材料热性能参数不随温度变化。
(2)任何有温度的物体都要向外辐射能量,离合器也不例外。
由于离合器接合分离的时间很短,且压盘和摩擦片的温度不是很高,考虑到辐射计算的复杂性,暂不考虑离合器的辐射散热。
(3)实际工作中,离合器由于温度过高,或者散热不好,材料的物理化学性质就会发生变化,比如塑性变形、析氢等现象。
这些现象在温度场求解中是很难实现的,因此在该分析中将此现象忽略掉。
(4)摩擦热的产生,总是会有各种现象可能会带走部分的摩擦热,如磨损会带走摩擦热。
为了分析问题方便,认为摩擦热流完全被压盘和摩擦片吸收。
(5)根据产生热量来源的滑摩功计算公式可判断出压盘摩擦片的温度场是沿径向和轴向变化的二维温度场。
3用Pro/E软件建立离合器压盘模型通过Pro/E软件对离合器压盘进行全面的三维建模,见图4-1。
Pro/E建模主要通过线框的拉伸和剪切。
所建立压盘三维模型数据如下:压盘外径为180mm,内径为120mm,材料为灰铸铁HT200铸成。
4有限元温度场分析前提条件(1)结构离散化结构离散化就是将结构分成有限个小的单元,单元与单元、单元与边界之间通过节点连接。
结构的离散化是有限元法分析多的第一步,关系到计算精度与计算效率,是有限元法的基础步骤,包含以下的内容:1)单元类型选择。
离散化首先要选定单元类型,这个包括单元形状、单元节点与节点自由度等三个方面的内容。
2)单元划分。
划分单元时应注意一下几点:①网格划分越细,节点越多,计算结果越精确。
温度【学习目标】1.知道温度及摄氏温度的规定2.通过观察和实验,了解温度计的结构及工作原理3.会用温度计测量温度,了解生活中常见的温度,感受物理与生活的紧密联系【重点难点】温度计的工作原理及正确使用温度计【学法指导】实验法、讨论法、归纳法【导学流程】基础感知认真阅读课本第47-50页《温度》,完成下列问题:温度的定义:表示物体_____________的物理量;摄氏温度的单位是_______,单位的符号为______;摄氏温度的规定:在标准大气压下,______________的温度规定为0℃,______的温度规定为100℃,在0℃和100℃之间分成_______等份,每一份为1℃; “-4.7℃”读作____________或__________________;家庭和实验室常用温度计的工作原理:根据液体____________的规律制成的;实验室温度计的使用:①使用前,观察它的________,判断是否适合待测物体的温度,并认清温度计的_______,以便准确读数;②使用时,温度计的玻璃泡应该____________被测的液体中,不要碰到________或_______;③温度计玻璃泡浸入被测液体后要_____________,待温度计的____________后再读数;④读数时温度计的玻璃泡要__________液体中,视线要与温度计中__________相平;5、体温计:问题记录体温计的量程______________,分度值_______;人体正常体温是:________左右;②体温计的玻璃泡和直玻璃管之间做得______,水银不会自动流回玻璃泡内,______(填“可以”或“不可以”)离开人体读数,再次使用体温计时应用力向下_____,使直管内的水银退回玻璃泡内;二、深入学习6、练习使用温度计测量水的温度归纳总结:7、练习温度计读数并总结读数方法_______ ②________ ③________ ④________2020⑤______ ⑥______ ⑦______ ⑧______ ⑨______ ⑩______读数方法总结:三、迁移运用8、0℃的水和0℃的冰,两者的温度应该()A.0℃的冰温度低一些 B.0℃的水温度低一些 C.相同 D.物态不同,无法比较9、常用温度计是利用性质制成的。
温度教案教学分析教案标题:温度教案教学分析教学分析:温度是物体热量的一种量度,对于学生来说,理解温度的概念和测量方法是物理学习的基础。
本教案旨在通过引入实际生活中的温度概念,结合实验和观察,帮助学生理解温度的含义,并学会使用温度计进行温度测量。
教学目标:1. 理解温度的概念,能够解释温度与物体热量的关系。
2. 掌握使用温度计进行温度测量的方法。
3. 能够在实际生活中应用温度概念,如判断天气状况、调节室内温度等。
教学重点:1. 温度的概念和测量方法。
2. 温度与物体热量的关系。
教学难点:1. 温度的概念与热量的区别。
2. 温度计的使用方法。
教学准备:1. 温度计。
2. 不同温度的物体或水样。
3. 实验材料:容器、热水、冰块等。
4. 多媒体设备。
教学过程:引入:1. 利用多媒体设备展示不同季节的照片,引导学生观察并描述不同季节的天气特征。
2. 引导学生思考,为什么不同季节的天气会有所不同?与温度有关吗?概念讲解:1. 通过示意图和实物温度计,向学生介绍温度的概念,解释温度与物体热量的关系。
2. 引导学生思考,温度高的物体和温度低的物体之间会发生什么现象?实验探究:1. 将一杯温水和一杯冷水放在学生面前,让学生观察并描述两杯水的温度差异。
2. 引导学生使用温度计测量两杯水的温度,并记录下来。
3. 引导学生思考,温度计是如何测量温度的?温度计的刻度代表什么?温度计的使用:1. 向学生展示不同类型的温度计,如水银温度计和电子温度计,介绍它们的使用方法和注意事项。
2. 让学生分组,使用温度计测量不同物体或水样的温度,并记录下来。
3. 学生交流测量结果,讨论可能存在的误差和改进方法。
拓展应用:1. 引导学生思考,温度的测量在日常生活中有哪些应用?如何利用温度概念来判断天气状况、调节室内温度等。
2. 让学生以小组形式进行讨论,提出自己的应用场景,并展示给全班。
总结反思:1. 回顾本节课所学内容,让学生总结温度的概念和测量方法。
温度场分析理论总结
传热学基本理论:
传热学是研究由温差引起的热能传递规律的科学,遵循热力学三大定律,
热力学第一定律是在一个热力学系统内,能量可转换,即可从一种形式转变成
另一种形式,但不能自行产生,也不能毁灭;热力学第二定律是凡是温差存在
的地方就有热能自发地从高温物体向低温物体传递;热力学第三定律是一般当
封闭系统达到稳定平衡时,熵应该为最大值,在任何过程中,熵总是增加,但理想气体如果是等温可逆过程熵的变化为零,可是理想气体实际并不存在,所以现实物质中,即使是等温可逆过程,系统的熵也在增加,不过增加的少。
在
绝对零度,任何完美晶体的熵为零。
热能传递有三种基本方式,分别是热传导、热对流和热辐射。
兹分别简述如
下:热传导:
物体各部分之间不发生相对位移时,依靠分子、原子及自有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。
通过对实际导热问题的经验提炼,导热现象的规律遵循傅里叶定律。
根据傅里叶定律,单位时间内通过物体截面的导热热量与当地的温度变化率及截面面积成正比,即
dx
是比例系数,称为导热率,又称导热系数,负号表示热量传递的方向与温度升式中,
高的方向相反。
由上式可知当鱼0时,0,热量沿着x轴增大的
dx
方向传递;当吏0时,0,热量沿着x轴减小的方向传递。
dx
热传导的微分方程:
團
2
-召微元休的导更热平衡分斬
热传导微分方程是基于傅里叶定律和传热学守恒定律得到的,兹将传热学
微分方程作如下详细描述。
导体内任一微元平行六面体及其坐标如图所示,根 据傅里叶定律,导入XX 、y y 、z z 微元平面的热量分别是:
t
A
dydz
x x
A
t dzdx
x y
t
A — dxdy
x z
y dy 、z z dz 微兀平面的热量亦可根据傅里叶定律写出
如下:
x dx x
X x
x
-dx
X x
A
dydz dx
x
X
X X
y
t
y dy y y y
y
dy
y y
A
dzdx dy
y
y
y
y
y
y
y
z dz z
z z
z
-dz
z z
A - t dxdy dz
z
z
z
对于微元体,按照能量守恒定律,在任一时间间隔内有以下热平衡关系: 导入微元体的总热流量+微元体内热源生成热=导出微元体的总热流量+微元体
热力学能增量
导出x x dx 、y
其他两项的表达式为
微元体热力学能增量=c—^dxdydz
微元体内热源生成热=| dxdydz
由以上公式得:
t t t t
c一一—一一——
x x y y z z
热辐射:
物体通过电磁波传递能量的方式称为辐射。
物体会因各种原因发出辐射能,其中因热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。
物体的辐射能力与温度有关,同一温度条件下不同物体的辐射和吸收本领不同。
假想一理想物体黑体,它能吸收投入到其表面上的所有热辐射能量。
黑体在单位时间内发出的热辐射热量由斯忒藩一玻耳兹曼定律揭示:
A T4
式中A――辐射表面积,m2;
——斯忒藩一玻耳兹曼常量,其值为5.67 108W/ m2 K4;
T――黑体的热力学温度,K o
实际物体的热辐射热量采用斯忒藩一玻耳兹曼定律的经验修正公式:
A T4
式中——物体的发射率,其值小于1o
物体表面的发射率取决于物质种类、表面温度和表面状况,即发射率只与
发射辐射物体本身有关,而不涉及外界条件。
实际物体对辐射能的吸收(吸收比):
单位时间内从外界投入到物体的单位表面积上的辐射能称为投入辐射,物体对投入辐射所吸收的百分数称为该物体的吸收比。
实际物体的吸收比取决于两方面的因素:吸收物体本身的情况和投入辐射的特性。
吸收物体本身的情况指物质的种类、物体温度和表面状况。
基尔霍夫定律揭示了实际物体辐射力与吸收比之间的关系,其关系式如下:
实际物体辐射力=吸收比
角系数?
热分析过程中涉及的物理量单位及相应的ANSYS代号
热分析材料基本属性:与本次热分析相关的材料属性包括:比热容、传导系数、辐射系数。
为了使得每一个节点的热平衡方程具有唯一解,需要附加一定的边界条件和初始条件,统称为定解条件。
第一类边界条件,物体边界上的温度函数已知,用公式表示为:
T T o
T f x, y, z,t
是物体边界;T o为已知温度;f x,y,z,t为已知温度函数。
第二类边界条件,物体边界上的热流密度已知,用公式表示为:
g x, y,z,t
q为已知热流密度;g x, y,乙t为已知热流密度函数。
第三类边界条件,与物体相接触的流体介质的温度和换热系数已知,用公
式表示为:
k—a T T f
n
T f为流体介质的温度;a为换热系数;T f和a可以是常数,也可以是随时
间和位置变化的函数。
初始条件是物体在传热过程开始时物体在整个区域中所具有的温度为已知值,用公
式表示为:
T t °x,y x,y为已知温度函数。
如果系统的净热流率为0,即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等
于流出系统的热量,则系统处于热稳态。
热稳态的条件可表示为:
in put Q gen erate Q output
稳态热分析中任一节点的温度不随时间变化,稳态热分析的能量平衡方程
(以矩阵的形式表示):
式中K为传导矩阵,包括导热系数、对流系数、辐射率和形状系数;T
为节点温度向量,Q为节点热流率向量,包括热生成。
瞬态传热过程是一个系统的加热和冷却过程,在这个过程中系统的温度、热流率、热边界条件以及系统内能都随时间有明显的变化。
根据能量守恒原理,瞬态热平衡方程可表达为:
C T K T Q
式中K为传导矩阵,包括导热系数、对流系数、辐射率和形状系数;C
为比热矩阵,考虑系统内能的增加;T为节点温度向量;T为温度对时间的导数;Q为节
点热流率向量,包括热生成。
源
工况分析
掌握利用AUX12进行辐射热分析
表面效应单元的应用。