温度分佈

熱量僅以熱傳導方式傳遞時，温度分佈可由熱傳導方程解出，通常採用數值解方法。熱量以對流傳熱方式傳遞時，若已知速度分佈，則温度分佈可通過能量方程求得。此外，温度分佈也可由實驗測得。

温度分佈一般可用解析法或圖示法表述：解析法。用某種函數表述在給定時刻温度與空間位置的關係。例如，定態固定牀反應器簡化為有均勻內熱源的圓柱體後，熱傳導時的徑向温度分佈可用下式表述：

温度分佈用於確定合理的工藝條件，例如根據催化劑牀層中的最高温度點確定反應條件。此外，還可用於計算熱量通量、傳熱分系數等。

太陽輻射作用下，混凝土箱梁沿截面高度的温度分佈為非線性分佈。對實測的温度及相應温差按最小二乘法進行迴歸分析，提出了公路橋樑混凝土箱梁温差計算模式：箱梁頂板上邊緣最大温差值為20℃，向下至腹板按指數函數分佈；而底板下邊緣最大温差為1.5℃，並且在200mm高度內按直線變化。沿橋軸線方向不同位置和不同高度的箱梁混凝土温度的觀測和研究結果表明，它們具有一致的温度分佈形式。 ^[2] 

通過對箱梁混凝土温度實測數據的分析，可以看到箱梁頂板中心線處測點温度變化規律較為明顯；箱梁各腹板在半梁高中間位置上的測點，在整個觀測週期內温度值都比較穩定，且基本上都是同一時刻所有觀測值中的最低值；而對於底板混凝土，兩側的測點非常接近箱梁腹板的外側面，受到日照作用的影響，温度值有一定波動，而佈置在底板中心線上的測點，測得的温度值比較穩定。因此，採用各箱梁頂板中心線沿板厚方向的3個測點、腹板測點和底板中心線沿板厚方向3個測點的實測温度來研究混凝土箱梁沿截面高度的温差分佈模式。

將3個觀測日中上述箱梁混凝土測點的温度實測數據分別整理分析，並且採用温差(温度梯度)表示，然後與國內外相關規範温度梯度計算模式的計算值進行比較，初步判定混凝土箱梁沿截面高度的温差分佈形式。 ^[2] 

箱梁2號觀測截面與箱梁3號觀測截面均在右幅箱梁上。2號截面箱梁高度為4.794m，3號截面箱梁高度為3.003m。2號截面與3號截面沿橋縱向間隔為121m。2000-07-23對佈置温度測點的3個觀測截面同時進行了全天的温度觀測。

由2號截面和3號截面箱梁頂板 、腹板和底板對應測點處混凝土温度隨觀測時間的變化曲線，以及2個觀測截面在13:00時沿箱梁高度方向上各測點混凝土温度的分佈可見，無論是2個截面對應位置測點的混凝土温度隨觀測時間的變化，還是在某時刻沿截面高度温度的分佈都十分接近。

3號截面實測温度值沿截面高度温差分佈與按前述的温差計算模式得到的温差分佈比較。由此可見，截面沿高度實測温差分佈與前面對1號、2號截面實測數據分析擬合得出的温差計算模式是十分吻合的。

2號和3號箱梁截面測點温度以及3號箱梁截面實測温差與預測值比較可見，雖然3號截面箱梁與2號截面箱梁在不同橋跨 、不同高度沿橋縱向相距較遠，但它們因日照作用而在箱梁沿高度方向產生的混凝土温差分佈具有相同的規律。 ^[2] 

根據紊流狀態下的守恆原理，導出了描述掘進巷道風流紊流流動和温度分佈的微分方程。通過對礦內風流流動及熱力過程的理論分析及現場實測，系統地開展礦內風流流場和風流温度場的分佈規律及其耦合作用機理的理論分析與研究，並利用PHOEN ICS程序進行數值模擬，初步得出了礦井掘進巷道風流温度與各種參數的變化規律。掘進巷道風流温度隨風速提高呈負冪函數規律降低，隨入風流温度升高而線性升高。 ^[3] 

數值計算的條件按現場實測條件選取，通過數值模擬，計算出掘進巷道的風流結構 、速度分佈和温度分佈從計算結果可以看出：

(1)風流結構：在掘進工作面迎頭附近，風流結構最為複雜，由於風筒出口風流的射流作用，產生渦流區。整個掘進巷道內，風筒出口至迎頭的射程區域內反向風速最高。從迎頭中心至風筒30m處渦流邊緣風速較低，而巷壁另一側距迎頭20m區域風速較高，8m處風速達正向最高值。風速由迎頭向工作面後方迅速減小。距迎頭100m之外，風流比較穩定。

(2)温度分佈：巷道壁面温度較高，風流與其進行劇烈的熱交換，風流温度沿風流方向逐漸升高。掘進巷道同一斷面風流中，中間部分温度低，靠近巷道壁處温度較高，且温度變化較大。迎頭風筒出風口附近因存在局部渦流而產生局部高温區。可見，高風速區温度較低，風流結構複雜的渦流區温度較高，且變化劇烈，風速是影響温度分佈的主要因素。 ^[3] 

按上述計算條件，分別改變掘進巷道的風量 、入風流温度等參數，進行數值模擬。

(1)掘進巷道温度隨風流速度變化規律。其他條件不變，取風流速度分別為0.25m/s、0.5m/s、0.75m/s和1.0m/s，進行工作面温度分佈的數值模擬。計算出隨着風速增加，掘進巷道風流温度隨風速的增加而逐漸降低，高温點的温度隨風速呈負冪函數規律變化。可見，高温礦井的掘進工作面，提高風速可以降低工作面温度，改善工作面 氣候狀況。適當提高風速是掘進巷道降温的有效措施，應優先考慮。但風速過大，降温效果變得越來越不明顯，並將產生通風阻力過大，以及不經濟的問題。

(2)掘進巷道温度隨入風流温度變化規律。其他條件不變，取入風流温度分別為20℃、21℃、22℃、23℃和 24℃進行計算。計算出隨着入風流温度的升高，掘進巷道高温區的温度均升高。巷道風流温度與入風流温度的變化關係呈線性關係。降低入風流温度是降低工作面温度的有效措施。但降低入風流温度，必須採取機械制 冷措施。只能當工作面温度太高，增加風量解決不了降温時，才可考慮空調製冷降温。 ^[3]