
(1)
- y方向上的溫度梯度
范圍。純金屬的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而減小,合金卻相反,但純金屬的導(dǎo)熱系數(shù)通常高于由其所組成的合金。本實(shí)驗(yàn)中,小球材料的選取對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有重要影響。
(2)
并非物性常數(shù),其取決于系統(tǒng)的物性因素,幾何因素和流動(dòng)因素,通常由實(shí)驗(yàn)來測(cè)定。本實(shí)驗(yàn)測(cè)定的是小球在不同環(huán)境和流動(dòng)狀態(tài)下的對(duì)流傳熱系數(shù)。
。物體在導(dǎo)熱介質(zhì)的加熱或冷卻過程中,導(dǎo)熱速率同時(shí)取決于物體內(nèi)部的導(dǎo)熱熱阻以及與環(huán)境間的外部對(duì)流熱阻。為了簡(jiǎn)化,不少問題可以忽略兩者之一進(jìn)行處理。然而能否簡(jiǎn)化,需要確定一個(gè)判據(jù)。通常定義無因次準(zhǔn)數(shù)畢奧數(shù)(Bi),即物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻與物體外部對(duì)流熱阻之比進(jìn)行判斷。

(3)
- 為特征尺寸,對(duì)于球體為R/3
,表明內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻<<外部對(duì)流熱阻,此時(shí),可忽略內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻,可簡(jiǎn)化為整個(gè)物體的溫度均勻一致,使溫度僅為時(shí)間的函數(shù),即
。這種將系統(tǒng)簡(jiǎn)化為具有均一性質(zhì)進(jìn)行處理的方法,稱為集總參數(shù)法。實(shí)驗(yàn)表明,只要Bi<0.1,忽略內(nèi)部熱阻進(jìn)行計(jì)算,其誤差不大于5%,通常為工程計(jì)算所允許。
的小鋼球,置于溫度為恒定
的周圍環(huán)境中,若
,小球的瞬時(shí)溫度T,隨著時(shí)間t的增加而減小。根據(jù)熱平衡原理,球體熱量隨時(shí)間的變化應(yīng)等于通過對(duì)流換熱向周圍環(huán)境的散熱速率。
(4)
(5)

(6)
(7)
,分析(6)式可知,當(dāng)物體與環(huán)境間的熱交換經(jīng)歷了四倍于時(shí)間常數(shù)的時(shí)間后,即:
,可得:
的變化已達(dá)98.2%,以后的變化僅剩1.8%,對(duì)工程計(jì)算來說,往后可近似作定常數(shù)處理。
代入式(6)整理得:
(8)
(9)
和
的值。
范圍,即高
數(shù)下,繞球換熱的經(jīng)驗(yàn)式為:
(10)
。
數(shù)的物理含義是什么?
。
準(zhǔn)數(shù),確定其值是否小于0.1。
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