温度分布

温度分布一般可用解析法或图示法表述：解析法。用某种函数表述在给定时刻温度与空间位置的关系。例如，定态固定床反应器简化为有均匀内热源的圆柱体后，热传导时的径向温度分布可用下式表述：

温度分布用于确定合理的工艺条件，例如根据催化剂床层中的最高温度点确定反应条件。此外，还可用于计算热量通量、传热分系数等。

根据紊流状态下的守恒原理，导出了描述掘进巷道风流紊流流动和温度分布的微分方程。通过对矿内风流流动及热力过程的理论分析及现场实测，系统地开展矿内风流流场和风流温度场的分布规律及其耦合作用机理的理论分析与研究，并利用PHOEN ICS程序进行数值模拟，初步得出了矿井掘进巷道风流温度与各种参数的变化规律。掘进巷道风流温度随风速提高呈负幂函数规律降低，随入风流温度升高而线性升高。

温度分布掘进巷道风流结构与温度分布的数值模拟

数值计算的条件按现场实测条件选取，通过数值模拟，计算出掘进巷道的风流结构 、速度分布和温度分布从计算结果可以看出：

(1)风流结构：在掘进工作面迎头附近，风流结构最为复杂，由于风筒出口风流的射流作用，产生涡流区。整个掘进巷道内，风筒出口至迎头的射程区域内反向风速最高。从迎头中心至风筒30m处涡流边缘风速较低，而巷壁另一侧距迎头20m区域风速较高，8m处风速达正向最高值。风速由迎头向工作面后方迅速减小。距迎头100m之外，风流比较稳定。

(2)温度分布：巷道壁面温度较高，风流与其进行剧烈的热交换，风流温度沿风流方向逐渐升高。掘进巷道同一断面风流中，中间部分温度低，靠近巷道壁处温度较高，且温度变化较大。迎头风筒出风口附近因存在局部涡流而产生局部高温区。可见，高风速区温度较低，风流结构复杂的涡流区温度较高，且变化剧烈，风速是影响温度分布的主要因素。

温度分布温度影响因素对温度分布影响规律的数值模拟

按上述计算条件，分别改变掘进巷道的风量 、入风流温度等参数，进行数值模拟。

(1)掘进巷道温度随风流速度变化规律。其他条件不变，取风流速度分别为0.25m/s、0.5m/s、0.75m/s和1.0m/s，进行工作面温度分布的数值模拟。计算出随着风速增加，掘进巷道风流温度随风速的增加而逐渐降低，高温点的温度随风速呈负幂函数规律变化。可见，高温矿井的掘进工作面，提高风速可以降低工作面温度，改善工作面 气候状况。适当提高风速是掘进巷道降温的有效措施，应优先考虑。但风速过大，降温效果变得越来越不明显，并将产生通风阻力过大，以及不经济的问题。

(2)掘进巷道温度随入风流温度变化规律。其他条件不变，取入风流温度分别为20℃、21℃、22℃、23℃和 24℃进行计算。计算出随着入风流温度的升高，掘进巷道高温区的温度均升高。巷道风流温度与入风流温度的变化关系呈线性关系。降低入风流温度是降低工作面温度的有效措施。但降低入风流温度，必须采取机械制 冷措施。只能当工作面温度太高，增加风量解决不了降温时，才可考虑空调制冷降温。 2100433B

热量仅以热传导方式传递时，温度分布可由热传导方程解出，通常采用数值解方法。热量以对流传热方式传递时，若已知速度分布，则温度分布可通过能量方程求得。此外，温度分布也可由实验测得。

太阳辐射作用下，混凝土箱梁沿截面高度的温度分布为非线性分布。对实测的温度及相应温差按最小二乘法进行回归分析，提出了公路桥梁混凝土箱梁温差计算模式：箱梁顶板上边缘最大温差值为20℃，向下至腹板按指数函数分布；而底板下边缘最大温差为1.5℃，并且在200mm高度内按直线变化。沿桥轴线方向不同位置和不同高度的箱梁混凝土温度的观测和研究结果表明，它们具有一致的温度分布形式。

温度分布混凝土箱梁沿截面高度的温差分布模式

通过对箱梁混凝土温度实测数据的分析，可以看到箱梁顶板中心线处测点温度变化规律较为明显；箱梁各腹板在半梁高中间位置上的测点，在整个观测周期内温度值都比较稳定，且基本上都是同一时刻所有观测值中的最低值；而对于底板混凝土，两侧的测点非常接近箱梁腹板的外侧面，受到日照作用的影响，温度值有一定波动，而布置在底板中心线上的测点，测得的温度值比较稳定。因此，采用各箱梁顶板中心线沿板厚方向的3个测点、腹板测点和底板中心线沿板厚方向3个测点的实测温度来研究混凝土箱梁沿截面高度的温差分布模式。

将3个观测日中上述箱梁混凝土测点的温度实测数据分别整理分析，并且采用温差(温度梯度)表示，然后与国内外相关规范温度梯度计算模式的计算值进行比较，初步判定混凝土箱梁沿截面高度的温差分布形式。

温度分布沿桥梁纵向不同位置箱梁截面的温差分布

箱梁2号观测截面与箱梁3号观测截面均在右幅箱梁上。2号截面箱梁高度为4.794m，3号截面箱梁高度为3.003m。2号截面与3号截面沿桥纵向间隔为121m。2000-07-23对布置温度测点的3个观测截面同时进行了全天的温度观测。

由2号截面和3号截面箱梁顶板 、腹板和底板对应测点处混凝土温度随观测时间的变化曲线，以及2个观测截面在13:00时沿箱梁高度方向上各测点混凝土温度的分布可见，无论是2个截面对应位置测点的混凝土温度随观测时间的变化，还是在某时刻沿截面高度温度的分布都十分接近。

3号截面实测温度值沿截面高度温差分布与按前述的温差计算模式得到的温差分布比较。由此可见，截面沿高度实测温差分布与前面对1号、2号截面实测数据分析拟合得出的温差计算模式是十分吻合的。

2号和3号箱梁截面测点温度以及3号箱梁截面实测温差与预测值比较可见，虽然3号截面箱梁与2号截面箱梁在不同桥跨 、不同高度沿桥纵向相距较远，但它们因日照作用而在箱梁沿高度方向产生的混凝土温差分布具有相同的规律。

辐射管表面温度分布的均匀性作为衡量辐射管的一个重要的技术性能指标，它影响辐射管的加热能力、加热质量以及辐射管的使用寿命。U和W型辐射管的应用最广泛，因此以U型和W型辐射管作为研究对象。

最初的辐射管只在一端安装烧嘴，辐射管两端温差较大。为改善辐射管表面温度分布的均匀性，在辐射管内设置若干芯块，芯块使得高温气体充满辐射管，加强了高温气体与管壁间的对流换热，尾部温度有所提高。后来为提高辐射管温度均匀性，在辐射管两端都装有烧嘴，采用脉冲燃烧技术提高了辐射管温度分布的均匀性。在脉冲燃烧的基础上，通过改变两端烧嘴的燃烧换向时间可以进一步提高辐射管温度分布的均匀性。

辐射管表面温度分布的均匀性与火焰的长度密切相关。最初的烧嘴只能进行一级燃烧，在此基础上经改进设计了可两级燃烧的烧嘴，通过控制系统调节烧嘴中一次空气和二次空气的配比，可以有效地控制火焰长度，改善辐射管表面温度分布的均匀性。

蓄热式燃烧技术的出现大大提高了辐射管的温度均匀性。通过试验发现: 随着空气预热温度的增加，辐射管表面最大温差逐渐减小，温度不均匀系数也随之变小。在这一过程中有两条技术进化路线:

1) 向超系统的进化路线: 单系统→双系统→多系统。按照这条进化路线改善辐射管表面温度分布均匀性的进化过程 ( 注:控制系统改为蓄热体) ，系统正处于进化的最后阶段。

2) 频率协调进化路线单个物体( 火焰) : 连续运动→脉冲→周期性作用→增加频率→共振。按照这条进化路线描述提高辐射管温度分布均匀性的进化过程，系统正处于进化的周期性作用阶段，可以进一步改善两侧烧嘴的燃烧周期或者向增加频率的方向发展，如提高两侧烧嘴交替燃烧的频率以提高辐射管温度分布的均匀性 。

温度控制temperature control在分布参数系统中，温度控制是以控制温度场中温度分布为目标的。