Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Общие закономерности нестационарных процессов
Среди практических задач нестационарной теплопроводности важнейшее значение имеют две группы процессов: а) тело стремится к тепловому равновесию; б) температура тела претерпевает периодические изменения. К первой группе относятся процессы прогрева или охлаждения тел, помещенных в среду с заданным тепловым состоянием, например, прогрев болванки в печи, охлаждение металлических брусков и чушек, охлаждение закаливаемой детали и т. п. Ко второй группе относятся процессы в периодически действующих подогревателях, например, тепловой процесс регенераторов, насадка которых то нагревается дымовым газами, то охлаждается воздухом. На рис. показан характер кривых, полученных при нагревании однородного твердого тела в среде с постоянной температурой t о.с.. По мере нагрева температура в каждой точке асимптотически приближается к температуре нагревающей среды. Наиболее быстро изменяется температура точек, лежащих вблизи поверхности тела t пов. С увеличением времени прогрева эта разность будет уменьшаться, и теоретически через достаточно большой отрезок времени она будет равна нулю. В условиях передачи теплоты через стенку при внезапном изменении температуры одного из теплоносителей не вся теплота будет передаваться через стенку: часть ее уйдет на изменение внутренней энергии самой стенки (ее температуры), и только при наступлении стационарного процесса вся теплота будет передаваться через стенку от одной жидкости к другой. Приведенные примеры указывают на то, что нестационарные тепловые процессы всегда связаны с изменением внутренней энергии, или энтальпии, вещества. Передачу теплоты при нестационарном режиме можно определить, если найти закономерности изменения температурного поля и теплового потока в пространстве и во времени: Эти зависимости могут быть найдены из дифференциального уравнения теплопроводности Последнее уравнение необходимо дополнить условиями однозначности в виде: 1. Геометрических условий – задают форму и размеры рассматриваемого тела l 0, l 1, l 2, …, l n. 2. Физических условий – коэффициент теплопроводности стенки тела λ ст = соnst, теплоемкость тела с = соnst, плотность ρ = const. 3. Начальных условий – температура рассматриваемого тела в начальный момент времени при τ = 0 распределена равномерно, т. е. t 0=соnst.
4. Граничных условий III рода – задают закон теплообмена между поверхностью тела и окружающей средой в виде следующего уравнения: где – температурный градиент по поверхности тела; α – коэффициент теплоотдачи между поверхностью тела и окружающей средой, Вт/(м2·С); t пов., t о.с. – температуры поверхности тела и окружающей среды, ºС. Решение дифференциального уравнения теплопроводности (1.54) совместно с условиями однозначности дает уравнение температурного поля следующего вида: Из этой зависимости видно, что температура зависит от большого числа переменных и постоянных параметров. При анализе уравнения оказывается, что переменные можно сгруппировать в безразмерные комплексы: - критерий Био (безразмерный комплекс, представляющий отношение внутреннего термического сопротивления теплопроводности к внешнему термическому сопротивление теплоотдачи); - критерий Фурье (безразмерный комплекс, представляющий собой безразмерное время); . Здесь Q τ – количество теплоты, переданное телу или телом за время τ, Q 0 – начальная внутренняя энергия тела. Если ввести безразмерные комплексы в исходные зависимости, то получим Решение данных уравнений представляет собой довольно сложную математическую задачу. Подробные решения трех простейших задач нестационарной теплопроводности для неограниченной пластины, цилиндра бесконечной длины и шара приводятся в специальных курсах по теплообмену. Приведем готовые расчетные зависимости для случая охлаждения неограниченной пластины. Изучив метод решения задачи для пластины, можно понять принцип решения задач и для тел другой геометрической конфигурации.
|
|||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-19; просмотров: 481; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.15.10.137 (0.003 с.) |