科学的応用分野において、熱伝導を理解することは不可欠です。この記事では、安定した状態と過渡的な熱伝導を計算するためのステップバイステップ例を提供し、関与するプロセスを明確にするのに役立ちます。

ステディスタイン熱伝導

素材内の温度分布が一定時間に残るときに、安定した状態の熱伝導が起こります。使用される第一次式は、温度勾配に熱フラックスを関連させるFourierの法律です。

例えば、金属棒を2メートルの長さで、100°Cの1つの端と25°Cの他の1つの端と考慮して下さい。熱伝達率を見つけるためには、方式を使用します:

Q = -kA(dT/dx)[

どこ:

  • Q] =熱伝達率
  • k] = 熱伝導率
  • A] = 断面面積
  • []dT/dx] =温度勾配

50W/m・Kの熱伝導率と0.01m2の面積を想定し、熱伝達率を以下のように計算することができます。

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

一時的な熱伝導

一時的な熱伝導は、材料内の時間経過とともに温度の変化を含みます。 調整の調整は、空間的および気道的な変数の両方を考慮する熱拡散式です。

片面に加熱した薄スラブなどのシンプルなケースでは、特定の点の温度と時間が、解析ソリューションや有限差などの数値的な方法を用いて見つけることができます。

例えば、一定時間後にスラブの中心の温度は、次の式で推定できます。

T(x,t) = T[ 初期] + (T)] 表面[ - T[] )] * erf(x / (2√(αt)))

どこ:

  • erf] = エラー関数
  • α]=熱拡散率
  • x]=材料内の位置
  • t = 経過時間経過

既知の値を使用して、この式は、材料を時間をかけてすぐに熱を貫通する方法を推定するのに役立ちます。