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标题: 【求助】求物体的表面温度与表面换热系数的关系 [打印本页]

作者: PP熊 时间: 2016-1-19 14:55 标题: 【求助】求物体的表面温度与表面换热系数的关系

问题是求物体的表面温度与表面换热系数的关系。
现在遇到一个疑惑：当物体初始均匀温度为300度时，降温过程会经历270℃，同样当物体初始温度为280℃时降温过程也会经历270℃，只是二者经过时间不同而已。
now问：这两个不同初始温度的情况下，当表面温度都是270℃时，对应的表面换热系数一样吗？
实际上我用有限元反求得到的是不一样的，但是不明白该怎么解释，请各位高手指教～～！

作者: 兔子 时间: 2016-1-19 14:55 标题: 【回复】

动态过程可能是不一样的

作者: malong 时间: 2016-1-19 14:56 标题: 【回复】

典型的非稳态过程，个人认为，时间常数不同，你可以到传热学里面查一下具体算法，至于传热系数，我觉得温度一般对自然对流传热系数影响比较大，至于强制对流影响就很小了。

作者: jishiben 时间: 2016-1-19 14:56 标题: 【回复】

这个动态过程不一样应该怎样理解，那是不是只要涉及到时间变化的温度场就是动态过程？

作者: p1900 时间: 2016-1-19 14:56 标题: 【回复】

谢谢！这个与时间常数还有关？只能说这二者虽然是表面温度相同，但是其实经历的传热历程不同，物体内部的热能分布也不同，但是这些因素会造成表面换热系数的不同吗？如果用这个公式q=h（△T）该怎么解释

作者: p1900 时间: 2016-1-19 14:57 标题: 【回复】

牛顿冷却公式只是一个计算公式，没办法反映非稳态的换热过程的，如果温度对表面换热系数有影响的话，也是通过影响表面速度场来影响表面对流换热系数的，不知道你是不是还考虑其他的换热条件，比如恒热流或者恒壁温条件

作者: xiaoxiaojinglin 时间: 2016-1-19 14:57 标题: 【回复】

应该是相同的，楼主是不是那里仿真错了？用的哪个软件？你两次仿出来的对流换热系数分别是多少？查一下该软件对对流换热系数的定义？

作者: 妮子@ 时间: 2016-1-19 14:58 标题: 【回复】

我以前也以为是相同的，但是有人说这跟物体内部的热能分布也有关，即使是相同的表面温度时不同的内能分布影响了换热能力，楼主看这样的解释通吗？

作者: 冰激凌 时间: 2016-1-19 14:58 标题: 【回复】

表面传热系数与壁面温度和壁面热流均有关，因此等壁温而非等壁面热流情况得到的表面传热系数自然不同！初始温度不同时固体内部的温度梯度随时间的变化应该不同，由傅立叶导热定律即可推算出此种情况下二者的热流不等，自然，你模拟的结果是没问题的，个人的见解，楼主看能不能解决你的问题，同时也欢迎大家指正。

作者: yuanyuan 时间: 2016-1-19 14:59 标题: 【回复】

不是很清楚楼主滴问题，假设一个物体的表面换热系数h已知，然后求不同初始温度下的瞬态温度变化？
表面换热系数是一个面积averaged量，按集总参数模型是m c_p dT/dt = h A (T_inf - T)，解出来的结果是T(t) = (T_0 - T_inf) exp(-t/Tao) + T_inf，其中Tao = m c_p/h A。这里面只有假设初始温度T_0、环境温度T_inf、表面换热系数h、面积A等都已知才得到T和t一一对应滴解。
反之，如果给定温度变化历史，反求h，那么对于某一组固定输入值，h的值也是唯一滴。假定其他所有参数相同，只有初始温度不同的两个系统，通过同样的时间达到了同一个温度，那么施加在两个系统上的表面换热系数h必然是不同的。

作者: QQ爱 时间: 2016-1-19 14:59 标题: 【回复】

谢谢同学的详细解答。我的初始温度不同，当表面温度相同的时候经过的时间是不同的

作者: 跳跳哈里 时间: 2016-1-19 14:59 标题: 【回复】

希望楼主能公布一下两次的对流换热系数，以及仿真软件及边界条件的设置。

作者: 兔子 时间: 2016-1-19 15:00 标题: 【回复】

直接讲我的解释给你的老师，应该就可以了，如果你老师传热领域比较熟悉的话应该能明白我的意识。作答的依据是边界层理论：热通量(也就是热流密度）不同时，与温度梯度相关的热边界层厚度不同，相应的与热边界层厚度相关的表面传热系数不同。
此外，你再参考一下楼上的解说，说明了界面上时均传热系数在两种情况下的差别。
建议有空重温一下边界层理论，虽然在数值试验较发达的今天，她的意义已经今不如昔了，但她对我们理解对流传热的物理内涵是很有帮助的。

作者: p1900 时间: 2016-1-19 15:00 标题: 【回复】

感觉说反了，应该是表面换热能力的大小影响了表面温度某值时的内部温度分布。举个极限的例子，在相同的初始温度场条件下，用水淬冷和气冷条例上，表面温度相同时内部温度场肯定不同。

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