درک رفتار گرما در بسیاری از برنامه های مهندسی و علمی ضروری است.این مقاله نمونه های گام به گام برای محاسبه هر دو حالت ثابت و هدایت گرما ترانس، کمک به روشن کردن فرآیندهای درگیر فراهم می کند.

رفتار مداوم-دولتی

رفتار حرارتی پایدار-دولتی زمانی اتفاق می افتد که توزیع دما در یک ماده در طول زمان ثابت باقی بماند. معادله اصلی مورد استفاده قانون چهاربر است که مربوط به شار گرما به گرادینت دما است.

به عنوان مثال، یک میله فلزی را با طول 2 متر در نظر بگیرید، با یک پایان در 100 درجه سانتیگراد و دیگری در 25 درجه سانتیگراد برای پیدا کردن نرخ انتقال گرما، از فرمول استفاده کنید:

[[ویرایش] [۱] [۱۰]

کجا:

  • [[۱] [۱۰] [۱] = نرخ انتقال حرارت [۱]
  • [[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱]] = هدایت حرارتی [۱]
  • [[۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱] = [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]
  • [[ویرایش] [۱] [۱۰]

با فرض هدایت حرارتی 50 W / m ·K و منطقه ای از 0.01 متر مربع، میزان انتقال حرارت را می توان به عنوان محاسبه:

[[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱] [۵] = ۳٫۵]

حرکت گرما

هدایت گرما گذرا شامل تغییرات دما در طول زمان در یک ماده است. معادله حاکم معادله انتشار گرما است که هر دو متغیرهای فضایی و زمانی را در نظر می گیرد.

برای یک مورد ساده، مانند یک اسلیر نازک که در یک طرف گرم می شود، دمای یک نقطه و زمان خاص را می توان با استفاده از راه حل های تحلیلی یا روش های عددی مانند تفاوت محدود یافت.

به عنوان مثال، دمای مرکز یک اسلیت پس از یک زمان مشخص می تواند با استفاده از فرمول زیر تخمین زده شود:

[[ویرایش] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳۲] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [[[[[۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱۰] [۳] [۳] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۳] [[[[[۳] [۱۰] [۳] [۳] [۱۰] [[[[[[۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱۰] [۱۰

کجا:

  • [[ویرایش] [۱] [۱۰]
  • [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱]] = [۱۰]
  • [[۱] [۱۰] [۱۰] = موقعیت در داخل ماده
  • [[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱]] = زمان (۱]

با استفاده از مقادیر شناخته شده، این فرمول به برآورد اینکه چگونه حرارت به سرعت به مواد در طول زمان نفوذ می کند، کمک می کند.