毕渥数(Biot数)为传热学术语,记为Bi。与傅里叶数(Fo)、普朗特数(Pr)、努塞尔数(Nu)等无量纲数一样都是传热学重要参量。
定义:表征固体内部单位导热面积上的导热热阻与单位面积上的换热热阻(即外部热阻)之比。
Bi=δh/λ
其中,h为表面传热系数;λ为固体导热系数;δ为特征长度,通常用l表示。对于厚度为2δ平板l=δ,对于圆柱和球l=R。此外有些时候取l=V/A(V即体积,A为换热面积)。
Bi数提供了一个将固体中的温差与表面和流体之间的温差相比较的量。如果Bi<=0.1,物体最大与最小过余温度之差小于5%,对于一般工程计算,此时已经足够精确的可以认为整个物体温度均匀。这样可以利用集中参数法研究问题。
Bi越小,表示内热阻越小,外部热阻越大。此时对于瞬态问题,采用集中参数法求解更为合适。
物理意义:
Bi的大小反映了物体在非稳态导热条件下,物体内温度场的分布规律。或者认为是固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比。
与Nu数的区别
努塞尔数Nu=hl/λ,表达式看起来与毕渥数相同,但二者意义有本质区别,Nu数表示壁面上流体无量纲温度梯度(λ为流体导热系数),用于研究对流传热问题;而Bi数用于研究导热问题,为固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比。
关于Bi数在非稳态导热问题的具体应用可以参考传热学相关资料。