10传热学非稳态导热1 453708310.pdf

第三章 非稳态导热 Transient Conduction 第五讲 1 3.1 非稳态导热的基本概念 一、非稳态导热的概念 非稳态导热：物体内的各点温度随时 间而变化的导热过程。 稳态导热：物体内各点温度随时间而 温度不变的导热过程。 对于非稳态导热，物体内各点的热流密 度随时间改变不？ 第五讲 2 二、应用背景 • 加热炉、连铸、连轧，加热时间和工件质量 • 改变材料的力学特性热处理（淬火、正火、回火）； • 机加工，零件的热应力、热变形； • 微电子器件，瞬态、交变工作状态下的寿命、热应力； • 热力设备的启动与停机； • 表面处理、光盘的读写； • 航天器的升空与降落过程； • 子弹出膛时的升温过程； • 。。。。。。 第五讲 3 工程上典型温度变化率的数量级 第五讲 4 惯性约束核聚变物料加热过程 美国的NIF(National Ignition Facility） 192束强激光；瞬时功率： 2×1015 w； 核聚变材料 聚焦激光强度： 1020 2 9 w/cm ；温度：10 ℃； 时间：1ns； 激光 中国的神光Ⅲ装置 束 八束强激光；瞬时功率： 13 5×10 w； 第五讲 5 第五讲 6 第五讲 7 第五讲 8 第五讲 9 第五讲 10 三、非稳态导热过程的特点 无限大平板的初始温 度为t0, τ= 0时刻，其 左边的温度突然上升 为t1并保持不变，右 侧与温度为t 0 的空气 接触，观察平板内的 温度变化？ 第五讲 11 特点： 1、平板内温度随时间不断变化： t = f(x,τ) 2、各截面上热流密度不相等： dt F Φ=− λ dx Φ ：左壁导入热流 1