金属的加热是不稳定态传导传热,第三章所讨论的不稳定态传导传热三种边界条件下的解,都可以用来解决金属加热时间的计算。这种经典的解法,至今不仅具有理论上的意义,在解决实际问题时也有价值。但是由于炉内传热条件变化相当大,温度场、黑度场并不都是均匀的,所以计算还要和经验公式及实际资料结合起来。
计算金属的加热时间,首先要区别被加热炉物在一定加热条件下。属于“薄材”还是“厚材”。在第三章中已指出。区分薄材与厚材的界限不是只看物体的几何尺寸的厚薄。而是根据毕欧数(Bi)的大小,毕欧数小于0。1的材料,被视为薄材。毕欧数大于0。1的为厚材。已知毕欧数Bi=a,S/A,如果Bi的值大,惫味着外部向表面的传热强,则表面与中心的温度差大,这时即使坯料的几何尺寸不大,也被视为厚材。反之,如Bi的值小,则表示内部的热传导快。此时表面与中心的温度差小,从传热的观点看,这种材料就属于薄材。所以Bi值的确定不仅与物体的几何尺寸〔S或R)有关,还和物体的导热系数(A)及外部给热条件((az)有关。因此同样一个物体,当它在低温介质中慢慢加热(a:值小),可以当作薄材;而在高温介质中加热((a:很大时),又可当作厚材。厚与薄在这里不是一个几何概念,重要的是看表面与中心的温度差。
第三章按三类边界条件解出的结果及图表都是适用于厚材加热的。薄材的加热问题比较简单些,因为薄材断面上的温度差可以忽略不计,即导热系数又可视为等于二。薄材加热计算这一课题是由斯塔尔克解决的。
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