- •§1 Основные понятия и определения
- •Теплопроводность
- •§2 Температурное поле
- •Гипотеза Фурье
- •§3 Дифференциальное уравнение теплопроводности
- •§4. Методы решения уравнения Фурье
- •Когда все условия выполнены, получаем конкретные константы c1, c2, c3…
- •§5. Граничные условия
- •Теплопроводность при стационарном тепловом режиме
- •§6.1 Плоская однослойная стенка г.У I р
- •6.2.Плоская многослойная стенка.
- •§ 6.3 Плоская однослойная стенка г.У III р.
- •6.4 Теплопередача через плоскую многослойную стенку
- •6.5 Совместное задание гуiIр и гуiiIр
- •6.6 Графо-аналитический метод расчета промежуточных
- •7. Теплопередача через цилиндрическую стенку
- •7.1 Однослойная цилиндрическая стенка. Гу1
- •7 .2 Теплопередача через однослойную цилиндрическую стенку.Гуiii
- •7.3 Многослойная цилиндрическая стенка
- •8. Обобщенный метод решения задач теплопроводности при стационарном тепловом режиме
- •9. Критический диаметр цилиндрической стенки
- •10. Интенсификация теплопередач
- •10.1 От чего зависит k ?
- •10.2 Как влияют термические сопротивления
- •10.3 Другие пути
- •11. Теплопередача через ребристую стенку
- •11.1 Дифференциальное уравнение теплопроводности ребра постоянного поперечного сечения
- •11.2 Стержень (ребро) бесконечной длины
- •§14 Анализ полученного решения
- •§14.2 Нагрев или охлаждение ?
- •§14.3 Вид температурных кривых
- •11.3 Ребро конечной длины
- •11.4. Теплопередача через ребристую стенку
- •11.5 Уравнение теплопередачи через ребристую стенку
- •12. Теплопередача при стационарном режиме с внутренними источниками теплоты.
- •13. Нагрев (охлаждение) бесконечной пластины
- •§14.4. Очень малые числа Bi (Bi®0)
- •§15. Определение количества теплоты, отдаваемое пластиной в процессе охлаждения
- •§ 16. Нагрев (охлаждение) бесконечно длинного цилиндра
- •§18. Нагрев тел реальных размеров (Теорема о перемножении решений)
- •Цилиндр конечной длины.
- •§19. Влияние формы и размеров тела на скорость охлаждения
- •§20. Регулярный режим нагрева, охлаждения тел
- •Конвективный теплообмен
- •§21. Основные понятия, определения
- •Пограничные слои
- •§22. Диф. Уравнение конвективного теплообмена
- •§22.1 Уравнение теплоотдачи
- •§22.2. Ду энергии
- •§22.3. Дифференциальное уравнение движения
- •§22.4. Дифференциальное уравнение неразрывности (сплошности)
- •§24. Теплоотдача плоской поверхности
- •§24.1. Гидродинамика
- •§25. Теплоотдача при течении в каналах
- •§25.1. Гидродинамика
- •§27. Теплоотдача при свободной конвекции
- •§27.1. Неограниченный объем
- •§27.2. В ограниченном объеме
- •§28. Отдельные задачи конвективного теплообмена
- •§28.1. Понятие сплошной среды
- •§28.2. Теплоотдача при движении с большими скоростями
- •§28.3. Теплоотдача жидких металлов
- •§28.4. Теплоотдача разрежённых газов
- •Конвекция при фазовых превращениях
- •§29. Теплоотдача при конденсации
- •§ 29.1. Чистый пар, вертикальная стенка пленочный режим, насыщенный пар
- •§29.2. Т/о при пленочной конденсации чистого насыщенного неподвижного пара на вертикальной стенке при ламинарном и турбулентном режиме течения пленки конденсата
- •§ 29.3. Наклонная стенка и горизонтальная труба
- •Наружное омывание.
- •§ 29.8. Теплоотдача влажного пара
- •§ 29.9. Теплоотдача при капельной конденсации
- •§30. Теплообмен при кипении однокомпонентных жидкостей
- •§ 30.1. Физика кипения
§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