非稳态传热

归纳起来，非稳态导热过程可分为两大类型，其一是周期性的非稳态导热过程，其二是非周期性的非稳态导热过程，通常指物体（或系统）的加热或冷却过程。

1、周期性非稳态传热：物体的温度随时间而作周期性的变化。在周期性的非稳态传热过程中，物体中各点的温度及热流密度都随时间做周期性的变化。

2、非周期性的非稳态导热过程：通常指物体的温度随时间不断地升高（加热过程）或降低（冷却过程），在经历相当长时间后，物体温度逐渐趋近于周围介质温度，最终达到热平衡。

初温t0，左侧表面的温度突然升高到t1，并保持不变，右侧仍与温度为t0的空气相接触。经历的变化：

（1）物体紧挨高温表面部分的温度很快上升，而其余部分仍保持原来的温度。如HBD。

（2）随着时间的推移，温度变化波及的范围不断扩大，以致在一定时间以后，右侧表面的温度也逐渐升高，如HCD,HE,HG。

（3）达到稳态时，温度分布保持恒定，如HG。

非稳态传热过程中在热量传递方向上不同位置处的传热量是处处不同的；不同位置间传热量的差别用于(或来自)该两个位置间的物体内能随时间的变化，这是区别于稳态传热的一个特点。因此，对非稳态传热一般不能用热阻的方法来作问题的定量分析。

非稳态传热可以分为以下三个阶段：非正规状况阶段（起始阶段）、正规状况阶段、新的稳态。

第一阶段是过程开始的一段时间，它的特点是温度变化从边界面逐渐地深入到物体内部，此时物体内各处温度随时间的变化率是不一样的，温度分布受初始温度分布的影响很大，这一阶段称为不规则情况阶段。

随着时间的推移，初始温度分布的影响逐渐消失，进入第二阶段，此时物体内各处温度随时间的变化率具有一定的规律，称为正规状况阶段。环境的热影响已经扩展到整个物体内部，即物体（或系统）不再受到初始温度分布影响的阶段。温度分布主要取决于边界条件及物性。可以用初等函数描述。

物体加热和冷却的第三阶段就是建立新的稳态阶段，在理论上需要经过无限长的时间才能达到，事实上经过一段长时间后，物体各处的温度就可近似地认为已达到新的稳态。

由于初始状况阶段存在初始温度分布的影响而使物体内的整体温度分布必须用无穷级数来加以描述，而在正规状况阶段，由于初始温度影响的消失，温度分布曲线变为光滑连续的曲线，因而可以用初等函数加以描述，此时只要无穷级数的首项来表示物体内的温度分布。