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温度场单值性条件-先进汽车缓速器的理论与试验成果

时间:2023-08-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:与描述其他物理场的控制方程一样,导热微分方程的求解需要单值性条件,即初始条件和边界条件。温度场的常见边界条件分为三类,如下所述。第三类边界条件:给定边界面周围流体的温度Tf和散热系数α。根据牛顿散热公式,物体边界S3与流体间的对流换热量可写成q=α 式中,T为物体边界温度值。这里,当T>Tf时表示物体散热,当T<Tf时表示物体吸热,当T=Tf时则成为第一类边界条件。

温度场单值性条件-先进汽车缓速器的理论与试验成果

与描述其他物理场的控制方程一样,导热微分方程的求解需要单值性条件,即初始条件和边界条件。初始条件指在初始状态下(如t=0时)的温度值,即Txyzt)=T0xyzt)。

温度场的常见边界条件分为三类,如下所述。

(1)第一类边界条件:给定任何时刻物体边界的温度值,即

式中,S1为边界面;T0为给定温度。

(2)第二类边界条件:给定任何时刻物体边界面上的热流密度值,即

式中,S2为边界面;q0为给定的通过边界S2的热流密度,当q0为常数时是恒流边界,当q0=0时是绝热边界。

(3)第三类边界条件:给定边界面周围流体的温度Tf和散热系数α。根据牛顿散热公式,物体边界S3与流体间的对流换热量可写成(www.xing528.com)

q=αT-Tf) (2-74a)

式中,T为物体边界温度值。根据Fourier定律,第三类边界条件可写为

式中,Tf为流体的温度,可以是常数,也可以是某种随时间和位置变化的函数;α为散热系数,可以是常数,也可以是某种随时间和位置变化的函数。

这里,当TTf时表示物体散热,当TTf时表示物体吸热,当T=Tf时则成为第一类边界条件。

三类边界条件中,第一类是强制边界条件,第二类、第三类是自然边界条件。

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