3.2. Содержание разделов и тем лекционного курса

Объем лекционных занятий составляет 72 часа (2,00 з.е.). Дисциплина ведется пятью модулями.

Модуль 1. «Теплопроводность»

Раздел 1. Стационарная теплопроводность

Тема 1. Основные положения теплопроводности –

3 Часа (0,08 з.Е) (2- аудиторные, 1-самостоятельно)

Лекция 1. Роль тепломассообмена в современной науке и технике*. Элементарные способы переноса тепла и массы*. Методы исследования тепловых процессов. Основные понятия, используемые при описании процессов переноса тепла. Температурное поле. Температурный градиент. Тепловой поток. Плотность теплового потока. Закон Фурье, коэффициент теплопроводности. Математическая формулировка задач теплопроводности. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Краевые условия задач теплопроводности, различные способы задания граничных условий. Закон Ньютона-Рихмана. Численные методы: конечно-разностная аппроксимация уравнения теплопроводности; прямые и итерационные методы при решении стационарных краевых задач; неявные и явные методы решения нестационарных задач*. Аналитические методы: метод разделения переменных; операционный метод; метод функций Грина*.

Тема 2. Теплопроводность плоской стенки –

6 Часов (0,17 з.Е) (4- аудиторные, 2-самостоятельно)

Лекция 2. Решение стационарного дифференциального уравнения теплопроводности без внутренних источников тепла для бесконечной тонкой пластины*. Температурное поле в плоской стенке при граничных условиях первого рода. Приведение уравнений к безразмерному виду. Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры. Теплопроводность через многослойную стенку. Эквивалентный коэффициент теплопроводности плоской стенки. Теплопроводность через плоскую стенку при граничных условиях третьего рода (теплопередача). Термическое сопротивление теплопроводности, теплоотдачи, теплопередачи. Коэффициент теплопередачи. Граничные условия второго и третьего рода. Двумерное поле температур*.

Лекция 3. Решение стационарного дифференциального уравнения теплопроводности при наличии внутренних источников тепла для бесконечной тонкой пластины*. Плотность объемного тепловыделения. Температурное поле в плоской стенке при наличии тепловыделений. Симметричные условия отвода теплоты от пластины. Пластина с одной теплоизолированной поверхностью. Пластина с разными (постоянными) температурами поверхностей. Критерий Померанцева. Несимметричные условия отвода теплоты от пластины.

Тема 3. Теплопроводность цилиндрической стенки -

6 Часов (0,17 з.Е) (4- аудиторные, 2-самостоятельно)

Лекция 4. Решение стационарного дифференциального уравнения теплопроводности без внутренних источников тепла для бесконечного цилиндра*. Линейная плотность теплового потока. Температурное поле в цилиндрической стенке при граничных условиях первого рода. Теплопроводность через многослойную цилиндрическую стенку. Эквивалентный коэффициент теплопроводности цилиндрической стенки. Теплопроводность через цилиндрическую стенку при граничных условиях третьего рода (теплопередача). Линейный коэффициент теплопередачи. Линейное термическое сопротивление теплопроводности, теплоотдачи, теплопередачи. Расчет теплопередачи в тонких цилиндрических стенках. Критический диаметр цилиндрической стенки. Температурное поле в сферической стенке при граничных условиях первого рода*. Принцип наложения температурных полей*. Теплопередача цилиндра, заложенного в грунт*.

Лекция 5. Решение стационарного дифференциального уравнения теплопроводности при наличии внутренних источников тепла для бесконечного цилиндра*. Температурное поле в цилиндрической стенке при наличии внутренних источников тепла. Теплопроводность однородного цилиндрического стержня при наличии тепловыделений. Теплопроводность цилиндрической стенки с внутренними источниками тепла: тепло отводится только через внутреннюю поверхность, тепло отводится только через наружную поверхность, тепло отводится через обе поверхности.