题目
8、集总参数法的适用条件是什么?满足集总参数法的物体,其内部温度分布有何特点?
8、集总参数法的适用条件是什么?满足集总参数法的物体,其内部温
度分布有何特点?
题目解答
答案

解析
集总参数法的核心在于忽略物体内部的温度梯度,将物体视为具有均匀温度。其适用条件是内部导热热阻远小于外部对流换热热阻,此时物体温度仅随时间变化,与位置无关。关键在于判断毕渥数(Bi₁)是否小于0.1,该临界值反映了内外热阻的相对大小。
集总参数法的适用条件
- 毕渥数(Bi₁)的定义:
$\text{Bi}_1 = \frac{h L_c}{k}$
其中,$h$ 为对流换热系数,$L_c$ 为特征长度,$k$ 为材料导热系数。 - 临界条件:
当 $\text{Bi}_1 < 0.1$ 时,表明内部导热热阻远小于外部对流热阻,可忽略内部温度梯度。
温度分布特点
- 内部温度均匀性:
物体内部同一时刻各点温度相同,即温度仅是时间的函数,而非空间坐标的函数。 - 简化分析:
温度变化由整体能量平衡决定,可用一阶微分方程描述,无需考虑空间分布。