在直径为 600 mm、高 1000 mm 的圆柱上选取周向 1/6 的区域,求解无内热源的非稳态导热方程:
\[ \frac{\partial T}{\partial t} = a \nabla^2 T \]
给定初始温度
T = 30 ℃,热扩散率
a = 0.625 × 10
−5 m
2/s。
在圆柱表面上设置第三类边界条件:
\[ - \lambda \frac{\partial T}{\partial n} = h(T - T_f)\]
其中,\(\lambda\) = 40.5 W/(m∙K),
h =
W/(m
2∙K),
Tf = 1300
℃。
选择 1 min 的时间步长进行 4 小时的非稳态求解。得到 1 小时和 4 小时后的温度分布如以下两图所示。
1小时后钢锭内部温度分布
4小时后钢锭内部温度分布
对应的钢锭中心温度为
℃(1小时)和
℃(1小时)。