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二维导热物体温度场的热电模拟实验

日期:2006-3-6 20:58:53 来源:原创 查看:[ ] 作者:椴木杉 热度:

   

[实验目的]

1 学习电、热类比的原理及其边界条件的处理
2 通过对电模拟的电量测量求出墙角导热的温度场


[实验原理]

   导电现象和导热现象之间是类似的。如果    
是均匀的。 其瞬时的电动势E可表示为 
    
均匀的二维导热区域,瞬时的温度t可以表示为:
    
对于网络式的固体稳态温度场的电模拟法,要求各
自的差分方程相类似:
    
 两式完全类似。对于等温边界条件,保持电模型的边界节点上等电势从电阻网络节点上的电压值换算到相应的热网络对应点上的温度时,要用到电势/温度的比例常数。  
当内外表面温度均为已知值时,定义: 在选定了比例系数C后就可以决定应加到点模型最外层边界上的电势差,利用C可以从测得的电势值换算出相应的温度值。

[实验装置]
墙角模拟板、直流稳压电源、数字式万用表、导线


[实验步骤]
1, 按原理图接线
2,经检查无误后,根据选取的比例常数C的值,确定要加的电压值,本实验C取0.1
3,启动电流稳压值,把电压调整到上面确定的数值
4,用万压表一次测量各节点的相对电压



[实验结果整理]

1 设建筑物墙角的材料导热系数λ=0.53W/(m.K),墙角外表面的温度为
30,内表面的温度为0 。  
2 数据整理的内容:
1) 根据从电阻网络测得的电压值计算墙角各点的温度值
 2) 根据求出的温度分布画出等温线
3 用数值解法计算二维墙角温度场,并与实验结果比较。


墙角温度场模拟:

 
 
 
 

 

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