Одномерное установившееся поле плоской стенки, составных тел.

Одномерное установившееся поле плоской стенки.

 

 

Существует металлическая стенка между теплопередающей и тепло­воспринимающей средой. Известны . Необходимо найти:

1. Закон распределения температур.

2. Выражение для Q

3. Выражение для q

 

Раcсмотрим одномерный случай, то есть только направление X.

Отсюда имеем:

 

 

и закон распределения температур по поверхности плоской стенки имеет следующий вид (он в данном случае подчинен уравнению прямой):

Нам необходимо найти формулу для распределения теплового потока.

удельный тепловой поток, плотность теплового потока. Для перехода к Q необходимо учесть площадь F, через которую проходит поток.

 

Одномерное установившееся поле составных тел.

Трехслойная стенка.

Дано:

1. Три слоя стенки с и

2. Известны t₁ и t₄.

 

- тепловой поток плоской стенки

Q = const, то есть одинаков при пронизывании всех стенок.

 

Применим его для каждой стенки:

 

 

 

Теплопередача при изменении агрегатного состояния вещества.

Теплоотдача при изменении агрегатного состояния жидкости.

Для достижения максимально эффективного теплообмена могут быть использованы явления фазовых переходов, например системы испарительного охлаждения позволяют получить высокую эффективность теплообмена в РЭА с большими удельными тепловыделениями, а также в РЭА, работающей при низких давлениях, то есть на больших высотах, например теплосъем с генера­торной лампы в жидкую среду.

Дано:

Известно, что любую жидкость можно нагреть только до температуры насыщения . При дальнейшем подводе теплового потока на­чинается кипение. При этом температура жидкости остаётся неиз­менной, а подводимое тепло расходуется на парообразование.

Температурой насыщения называется температура образующегося пара, значение которой определяется внешним давлением.

Случай № 1 - режим пузырькового кипения жидкости.

1. образование пузырьков на обогреваемой поверхности в отдельных точ­ках - центрах парообразования,

2. по мере возникновения пузырьки растут до определённого размера, а затем отрываются, так как больше температуры образующегося пара, то рост пузырьков продолжается и после отрыва их от поверхности. Отводимое тепло при этом передаётся главным образом жидкости, а затем используется при испарении, Из-за малой поверхности контакта тепловой поток, отводимый при образовании пузырька весьма мал.

Случаи № 2 - плёночный режим кипения. При дальнейшем увеличении тепловой нагрузки действующих центров парообразования становится так много, что на поверхности образуется сплошная паровая плёнка и наступает так называемый плёночный режим кипения. При этом непосредственный контакт жидкости с поверхностью охлаж­дения ухудшается, что приводит к резкому увеличению температуры по­верхности.

- продольная тепловая нагрузка.

- наступает пленочный режим кипения.

 

Здесь пузырьки не увеличиваются, а уменьшаются в объёме - режим недогретой жидкости, при котором на самой поверхности образуются па­ровые пузырьки, которые после отрыва попадают в недогретую жидкость и конденсируются в ней. Процесс кипения при этом ограничен тонким слоем у поверхности охлаждения.

Количественные оценки.

 

Эффективное излучение поверхности.

Это излучение состоит из:

1. собственного излучения, определяемого температурой тела

2. отраженного источника

Определим

Отсюда:

- приведенный коэффициент

Следовательно, .

Для реальных оценок перейдем к произвольной конфигурации тел.

- коэффициент облученности.

- эта функция табулирована

 

Влияние экранов на теплопередачу излучением.

Для защиты от тепловых излучений могут применяться экраны, расположенные между излучающими поверхностями.

- число экранов, для экранов и для поверхностей.

 

Сложный теплообмен.

 

Это совместное действие конвекции и излучения.

1. Введем представление о суммарном коэффициенте теплообмена, который учитывает конвекцию и излучение.

2.

Один из вариантов уменьшения температуры поверхности - увеличение площади.

 

 

25 (возможно не верно) Простейшая методика подбора теплоотвода для охлаждения полупроводниковых приборов (ОСТ 4 ГО.010.030):

1 этап: определяем перегрев теплоотвода (радиатора)над окружающей средой. .

2 этап: Находим термическое сопротивление теплоотвода (радиатора): .

3 этап: Определяем проводимость заготовки теплоотвода (радиатора): .

Далее пользуемся тепловыми характеристиками промышленных заготовок радиаторов.

- тепловая характеристика для случая естественной конвекции.

- тепловая характеристика для случая вынужденной конвекции.

- случай естественной конвекции

- случай вынужденной конвекции.

Для обеспечения электрической изоляции от шасси необходимо вве­сти изоляционные прокладки, повышающие значение термического сопротив­ления и это необходимо учитывать.