周期性非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱

1、周期性邊界條件下的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱邊界條件作周期性變化，從而引起物體周期性加熱或周期性冷卻 重點：周期性非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的基本特征及其影響因素特例：半無限大物體中的周期性不穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱邊界條件:tw =tw tw COS -)此時，物體中的溫度分布由三部分組成：瞬變分量（隨時間的延續(xù)而迅速消失）；穩(wěn)態(tài)分量（即t w，是一個常量）；準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)分量（是疊加在 tw上的簡諧波）其中,準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)分量（簡諧波）為cosG汎一-）其中:波幅心xp'x），隨深度x的增加，波幅按指數(shù)規(guī)律迅速衰減（進(jìn)波的特點），材料的熱擴散率 a越大，衰減越慢;滯后角'2aX，隨深度X的增加，滯后角增大；而在同一深度處，材料的熱波動頻

2、率擴散率a越大，滯后角越小。一，頻率越高，波幅衰減越快，滯后角越大，溫度波動可以察覺的透另外，波速）。7=2二 a：表明，波速只取決于波動周期0和材料的熱擴散率 a,而與時間無關(guān)。（a大，波速亦大；.0大則波速小）r . 1 £ 0 1/2峰值滯后時間（）X：表明深度X處的溫度波滯后于表面溫度波的時間；2 nax處的溫度達(dá)到峰值的時間也比表面溫度達(dá)到峰值滯后同樣的時間結(jié)論：半無限大平壁周期性變化邊界條件下的溫度波：空間上呈周期性變化且振幅衰減，時間上呈周期性變化且相位延遲 ；在周期性變化的邊界溫度作用下半無限大介質(zhì)中的溫度波在深度方向呈現(xiàn)衰減和延遲。當(dāng)介質(zhì)的熱擴散率a越大，衰減越慢（

3、溫度波的衰減度和延遲時間均減?。淮_定材料中溫度波的頻率越高，則溫度波的振幅沿傳播方向衰減越快，滯后角越大 高 頻濾波性。波速只取決于波動周期 ,0和材料的熱擴散率 a,而與時間無關(guān)一一a大，波速亦大；.0大則 波速?。┓逯禍髸r間與溫度波滯后時間相同（同一位置處，a大，滯后少；,0大則滯后多）、數(shù)學(xué)模型及分析解851 d2d數(shù)學(xué)模型：c . 一: 一（初始條件和邊界條件合二為一）溫度分布:邊界處熱流通量:二、換熱特征分析1、溫度波的衰減:溫度波衰減的影響因素 熱擴散率a:熱擴散系數(shù)大，波的衰減緩慢； 溫度波周期T：波動的周期越短，振幅衰減越快，所以日變化溫度波 比年變化溫度波衰減得快得多。 傳播距離x:溫度波影響越深入，波的衰減越緩慢。2、溫度波的時間延遲：體現(xiàn)為落后一定的相位角。相位角SMS時間延遲：溫度波時間延遲的影響因素 熱擴散率a:熱擴散系數(shù)大，波的時間延遲緩慢； 溫度波周期T：波動的周期越短，時間延遲越??； 傳播距離x:溫度波影響越深入，時間延遲越嚴(yán)重。3、溫度波向半無限大物體的傳播特性 不同時刻，相同x處的溫度波均是簡諧波。如圖a所示。 同一時刻半無限大物體中不同x處的溫度分布也是一個周期性變化的溫度波，但其振幅是衰 減的。如圖b所示。團(tuán)W戈處蠱度濁涵幗愜于1處溫度滋6®曬a，:/團(tuán)b以波長対氐佛幅不斷定減的溫度波向 半無限