ويعتبر فهم السلوك الحرفي أمرا أساسيا في العديد من التطبيقات الهندسية والعلمية، إذ تقدم هذه المادة أمثلة تدريجية لحساب كل من السلوك الحراري الثابت والمتكرر، مما يساعد على توضيح العمليات المعنية.

ثابت - الدولة

تحدث موجة حرارة ثابتة في الولاية عندما يكون توزيع الحرارة في مادة ثابتاً مع مرور الوقت المعادلة الأولية المستخدمة هي قانون (فورييه) الذي يتصل بالتدفق الحراري إلى درجة الحرارة

فعلى سبيل المثال، النظر في قضبان معدني طوله متران، مع نهاية واحدة عند 100 درجة مئوية، ونقطة أخرى عند درجة حرارة 25 درجة مئوية.

Q = -kA(dT/dx] ]

أين:

  • Q] = معدل نقل الحرارة
  • k = السلوك الحراري
  • A] = منطقة تقاطعية
  • dT/dx] = درجة الحرارة

وبافتراض وجود قدرة على التصرف الحراري تبلغ 50 دبلوماً من طراز W/m K ومنطقة تبلغ 0.01 م2، يمكن حساب معدل نقل الحرارة على النحو التالي:

Q = (50) (0.01)(75) = 37.5 W]

سلوكيات الحرارة العابرة

وينطوي التهوية العابرة على تغييرات في درجة الحرارة عبر الزمن في مادة ما، والمعادلة الناظمة هي معادلة الانتشار الحراري، التي تنظر في المتغيرات المكانية والزمنية على السواء.

وبالنسبة لحالة بسيطة، مثل نزيف رقيق من جانب واحد، يمكن العثور على درجة الحرارة عند نقطة وزمان محددين باستخدام حلول تحليلية أو أساليب رقمية مثل الفرق النهائي.

فعلى سبيل المثال، يمكن تقدير درجة الحرارة في وسط سلة بعد فترة معينة باستخدام الصيغة التالية:

T(x,t) = T]initial] + (T)surface - T]] initial)

أين:

  • erf] = الخطأ
  • Alpha = الانتشار الحراري
  • x = الموقع في المواد
  • t] = الوقت المنقضية

وباستخدام القيم المعروفة، تساعد هذه الصيغة على تقدير سرعة تخترق الحرارة المواد بمرور الوقت.