毕奥数英文解释翻译、毕奥数的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 Biot number
分词翻译:
毕的英语翻译:
finish; fully
奥的英语翻译:
abstruse; profound
数的英语翻译:
a few; count; enumerate; fate; frequently; list; number; numeral; numeric
reckon; repeatedly; serveral
【计】 crossing number; N
【医】 number
【经】 number
专业解析
毕奥数(Biot Number)是传热学中一个重要的无量纲数,用于表征物体内部导热热阻与外部对流换热热阻的相对大小。其定义和核心意义如下:
-
定义与公式
毕奥数(Bi)定义为物体内部导热热阻与外部对流换热热阻之比。其数学表达式为:
$$
Bi = frac{h L_c}{k}
$$
其中:
- $h$:对流换热系数(单位:W/(m²·K))
- $L_c$:物体的特征长度(单位:m),如平板厚度的一半、圆柱或球的半径等。
- $k$:物体的导热系数(单位:W/(m·K))
-
物理意义
- Bi << 1 (远小于1):表示物体内部的导热热阻远小于外部对流换热热阻。此时物体内部的温度分布趋于均匀(温差小),瞬态传热过程中物体内部的温度梯度可以忽略,可采用“集总参数法”进行简化分析。例如,细小的金属丝在空气中冷却。
- Bi >> 1 (远大于1):表示物体内部导热热阻远大于外部对流换热热阻。此时物体内部的温度梯度显著,外部对流换热非常强,表面温度迅速接近流体温度。温度变化主要发生在物体内部。例如,塑料块在强烈冷却的液体中。
- Bi ≈ 1 (约等于1):表示内部导热热阻与外部对流换热热阻相当,物体内部和边界的热阻效应都不可忽略,温度分布不均匀。
-
核心应用
毕奥数在分析瞬态(非稳态)热传导问题时至关重要,它决定了能否采用简化的集总参数法(Lumped Capacitance Method)以及需要求解偏微分方程(热传导方程)的复杂程度。它是判断物体内部温度分布是否均匀的关键判据。
-
汉英对照关键术语
- 毕奥数 (Bì ào shù) - Biot Number
- 无量纲数 (Wúliànggāng shù) - Dimensionless number
- 对流换热系数 (Duìliú huànrè xìshù) - Convective heat transfer coefficient
- 特征长度 (Tèzhēng chángdù) - Characteristic length
- 导热系数 (Dǎorè xìshù) - Thermal conductivity
- 热阻 (Rèzǔ) - Thermal resistance
- 集总参数法 (Jízǒng cānshù fǎ) - Lumped capacitance method
- 瞬态传热 (Shùntài chuánrè) - Transient heat transfer
- 温度梯度 (Wēndù tīdù) - Temperature gradient
参考来源:
- MIT OpenCourseWare - Heat Transfer: Conduction Fundamentals (课程资料,解释Bi物理意义与应用)
- ScienceDirect - Biot Number (百科条目,定义与公式)
- The Engineering ToolBox - Biot Number (工程应用说明与解释)
网络扩展解释
毕奥数(Biot number,Bi)是热传导和质量传递领域中的关键无量纲数,主要用于分析固体内部与外部环境的传热或传质特性。以下是其详细解释:
一、基本定义
毕奥数以法国物理学家让-巴蒂斯特·毕奥命名,主要分为两类应用:
- 热量传递:表征固体内部导热热阻与外部对流热阻的比值,反映温度分布的均匀性。
- 质量传递:描述扩散阻力与反应阻力的比值,用于判断固体内部浓度的均匀性。
二、计算公式
-
热传递毕奥数:
$$text{Bi} = frac{h cdot L}{k_{text{solid}}}$$
其中,
- ( h ):传热系数(W/m²·K)
- ( L ):特征长度(如物体厚度,单位:m)
- ( k_{text{solid}} ):固体的热导率(W/m·K)。
-
质量传递毕奥数:
$$text{Bi}_m = frac{hm cdot L}{D{text{solid}}}$$
其中,
- ( h_m ):膜传质系数(m/s)
- ( D_{text{solid}} ):固体的质量扩散率(m²/s)。
三、物理意义与工程应用
-
温度/浓度均匀性判断:
- 当Bi ≤ 0.1 时,固体内部温差或浓度差小于5%,可近似认为温度/浓度均匀,此时可采用集中参数法简化计算。
- Bi值越小,表明内部阻力(导热/扩散)远小于外部阻力(对流/反应),外部条件主导传热或传质过程。
-
实际应用场景:
- 电子设备散热设计(如芯片冷却)
- 化工反应器中催化剂的传质分析
- 材料热处理过程的瞬态模拟
四、临界值的重要性
毕奥数的临界值(Bi=0.1)是工程计算的分界线。例如,在瞬态传热问题中,若Bi≤0.1,则无需考虑固体内部温度梯度,大幅简化模型复杂度。
若需进一步了解具体计算工具或案例,可参考热力学教材或工程手册中的毕奥数应用章节。
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