一金屬圓柱體直徑為d=100mm,長度為l=500mm密度為7800kg/m3,比熱為460J/(kg·℃)。柱體初始溫度為700°C。若τ≥0s時其下底面不溫度為100℃的油一直保持接觸,對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h1=200W/(m2·K)其余表面絕熱;τ≥120s時,上表面再同時不溫度為20℃的空氣保持接觸,對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h2=40W/(m2·K)而側(cè)面仍維持絕熱。假定圓柱體的導熱熱阻很小,同一瞬間圓柱體溫度均勻一致,求:
(1)t=120s時圓柱體的溫度。
(2)t=600s時圓柱體的溫度。
(3)熱平衡時圓柱體的溫度。
本問題可以看成是常物性、穩(wěn)態(tài)、具有內(nèi)熱源的一維穩(wěn)態(tài)導熱問題,因而導熱微分問題: