(火积)——描述物体传递热量能力的物理量

• 作者: 朱宏晔 梁新刚 过增元
• 来源期刊: 自然科学进展
• 学科: 物理学
• 关键词: (火积) (火积)耗散 传递效率 传热优化 最小热阻原理
• 年，卷（期）: 2006,（10）
• 所属期刊栏目: 学术论文
• 页码范围: 1288-1296
• 页数: 9页
• 分类号: O4
• 字数: 6326字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1002-008X.2006.10.013

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.