Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ТМО в Word (Торопов).doc
Скачиваний:
10
Добавлен:
21.09.2019
Размер:
2.15 Mб
Скачать

§18. Нагрев тел реальных размеров (Теорема о перемножении решений)

Теорема о перемножении решений исходит из предпосылки, что любые реальные тела можно представить в виде пересеченных тел идеальной формы (цилиндр, шар и пластина). В геометрический центр помещают оси координат.

± δx , ± δy, ± δz - толщина в направлении осей x, y, z

ГУ III рода:

Если для одной точки мы будем считать температуру, то мы должны рассчитать три температуры, в соответствии с тем, что температура любой точки создается тепловыми потоками трех направлений.

Теорема о перемножении решений говорит, что в том случае реальная температура любой точки будет определяться произведением трех безразмерных температур, подсчитанным в трех направлениях:

Если в направлении оси z либо слаб теплообмен, либо грань далеко удалена так, что Θz = 1 и не меняется, тогда

Если Θy = 1, тогда Θ = Θx - безграничная пластина, когда только в направлении оси х изменяется температура.

Цилиндр конечной длины.

Б есконечный цилиндр ограничили пластиной высотой 2δ, получили конечный цилиндр, для которого

Не все реальные тела можно заключить в схему теоремы, тогда применяют численные методы расчетов (ЭВМ).

§19. Влияние формы и размеров тела на скорость охлаждения

Тепловое взаимодействие тела с окружающей средой происходит через поверхность тела, значит, относительная величина поверхности при этом играет существенную роль.

d - определяющий размер тела (d-полутолщина, r0-радиус), он ответственен за объем тела. Сравним тела трех простейших геометрических форм.

Пусть l - определяющий размер: l = d,

l = r0 (шар),

l = r0 (цилиндр).

Определим отношение поверхностей тела к его объему:

: : V - объем

F=2f - площадь поверхности пластины

F V=2df - объем

2d =

r0

h =

r0

соотношение по относительной величине наружной поверхности (пластина, цилиндр, шар).

Как изменится структура решения, если ?

1 1

т.е. если , то

- пластина

- цилиндр

- шар

Если сделать три тела различной формы, одинаковые по объему и нагревать их в печи, то быстрее всех нагреется шар, затем цилиндр, потом пластина.

q пов пластина

цилиндр

шар

F0