瞬态集总电容介绍

具有瞬态温度的系统的一个简单模型是集总电容分析法。这通常适用于热导率高的固体材料。人们经常想到将一块金属放入不同温度的流体中，这会在热流中产生阶跃变化。然而，它不一定是流体。例如，你的手经常灌注良好，是一个很好的热源。

学习传热课本中的集总电容法。绘制系统并对铝块应用瞬态能量平衡。重要的假设是，材料中的温度在空间上是均匀的，而在时间上是变化的。显示热通量和温度随时间变化的代数解，从热事件开始时开始，到铝的初始温度为Ti。

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写出符号解决方案：

铝温度作为时间T的函数=

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铝的表面热流作为时间的函数，qı=U（Th–T）=

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该过程的指数时间常数τau=

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研讨会#4-瞬态集总电容结果

使用套件中的铝片，将热流传感器放在一侧，然后将套件中提供的布包裹起来，以提供一些热阻。首先使用双手之间带有自由热电偶的DAQ记录双手的稳定温度，然后重新启动数据采集，并将带有热流传感器的铝片和布放在双手之间。在金属表面记录传感器的温度和热流约一分钟。保存文件。根据测得的热流和温差，假设您的手保持与先前测得的相同的恒定温度，计算每次的总传热系数。将值绘制为时间的函数，并取平均值，U=

铝块的质量约为14克，尺寸为2英寸。增加1.25英寸。1/8英寸。认为计算与手接触的侧面的相应表面积，

表面积，As=

将这些值与铝的特性（C=900 J/kg-K）和平均传热系数U一起使用，以计算时间常数τau=

然后使用该时间常数和上一页集中电容模型的理论解来预测温度和热流。绘制这些预测值和测量曲线，并进行比较。附上三个曲线图（预测和测量温度、预测和测量热通量以及传递系数U）。

1.发现总传递系数随时间的变化有多大？

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2.为什么U的值实际上不是常数？

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3.基于计算的时间常数和初始温差的预测温度曲线与测量曲线的匹配程度如何？

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4.基于时间常数、平均传热系数和初始温差的预测热流曲线与实验值的匹配程度如何？

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5.在测试期间，金属件感觉如何，随时间变化？