Ansys热分析第二章：热传导基础详解

在Ansys热分析教程的第二章中，主要讲解了热传导的基础概念以及在ANSYS软件中的应用。本章节首先定义了一系列关键术语，如时间（t）、温度（T）、密度（c）、比热（specific heat）、热传导系数（film coefficient）、发射率（emissivity）、斯蒂芬-玻尔兹曼常数（Stefan-Boltzmann constant）和热导率（thermal conductivity），这些都是热传导分析中的基本物理量。 章节中提到，温度和热量的测量单位在ANSYS中采用两种标准：英制单位（如°F、BTU/hr、BTU/(hr-inch-degreeF)等）和国际单位制（如°C、W、W/(m·°C)等）。这些单位的选择取决于具体的工程需求和应用场景。 热传递主要有三种类型：传导、对流和辐射。传导是指物体间直接接触时的能量交换，或者由于温度梯度导致物体内部的能量转移。对流涉及物体与周围流体间的热交换，而辐射则是通过电磁波进行的热能传输。在实际的热分析中，这些问题通常会同时考虑对流和辐射的影响，因为它们在许多工程场景中都是重要的热交换机制。 传导部分的核心是傅里叶定律，它描述了热流（heat flow）的分布，公式为：\( Q = -k \cdot A \cdot \Delta T \)，其中Q是热流量，k是热传导率，A是面积，ΔT是温度差。这个定律在Ansys中用于计算和模拟热传导过程，帮助工程师理解和控制热流的分布和传递。 此外，章节还提到了结构热容量（通常与密度和比热一起考虑，单位为BTU/(lbm-degreeF)）的概念，它是材料在单位温度变化下吸收或释放能量的能力。在实际热分析中，这些参数的选取和理解对精确模拟热行为至关重要。 Ansys热分析教程第二章提供了热传导的基本原理、重要术语、单位介绍以及在实际工程问题中的应用，这对于理解并运用Ansys软件进行热分析至关重要。掌握这些基础知识，工程师能够更好地处理各种热传导问题，优化产品设计和系统性能。