(火积)——描述物体传递热量能力的物理量 |
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引用本文: | 过增元,梁新刚,朱宏晔.(火积)——描述物体传递热量能力的物理量[J].自然科学进展,2006,16(10):1288-1296. |
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作者姓名: | 过增元 梁新刚 朱宏晔 |
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作者单位: | 清华大学工程力学系,传热与能源利用北京市重点实验室,北京,100084 |
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基金项目: | 国家重点基础研究发展计划(973计划) |
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摘 要: | 从导热过程与导电过程的比拟出发,引入了与电容器的能量相对应的新的物理量Eh=QvhT/2.它具有“能量”的性质,它描述了一物体所具有的热量传递的总能力.由于它是热容量与温度乘积之半,因此把此物理量称之为火积].热量传递是一个不可逆过程,在传递过程中部分火积]将被耗散,其数值可由火积]耗散函数的体积分求得.在建立了火积]平衡方程的基础上定义了火积]传递的效率,从而可讨论传热过程的优化.在变分分析的基础上,提出了导热过程优化的火积]耗散极值原理:对于具有一定的约束条件并给定热流边界条件时,当火积]耗散最小,则导热过程最优(温差最小);在给定温度边界条件时,火积]耗散最大,则导热过程最优(热流最大).基于火积]的耗散这个物理量定义了多维导热问题中的当量热阻,从而可把导热优化的火积]耗散极值原理归结为导热优化的最小热阻原理.最后,以体点散热问题为例,计算了使导热性能最好的导热系数的最佳分布,并对优化前后的导热性能作了比较.
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关 键 词: | (火积) (火积)耗散 传递效率 传热优化 最小热阻原理 |
收稿时间: | 2005-12-22 |
修稿时间: | 2005-12-222006-02-17 |
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