Лекция 13. Теплопроводность при стационарном режиме. Плоская стенка. Термическое сопротивление. Коэффициент теплопередачи.

Теплопроводность -один из видов переноса теплоты (энергии теплового движения микрочастиц) от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию температуры. При Т. перенос энергии в теле осуществляется в результате непосредственной передачи энергии от частиц (молекул, атомов, электронов), обладающих большей энергией, частицам с меньшей энергией.

Стационарный режим- режим функционирования системы, который устанавливается с течением времени, в дальнейшем его характеристики остаются неизменными.

Если температура тела функция только координат и не изменяется с течением времени, то температурное поле называется стационарным: t = f(x,y,z) , ∂t/∂i= 0

1).Однородная плоская стенка (Рис.13.1)

Рис.13.1 Однородная плоская стенка

Температуры поверхностей стенки –tст1 и tст2.Плотность теплового потока:

q = -λ ∂t/∂n = - λ∙∂t/∂x = - λ∙(tcт2 - tcт1)/(xcт2 - xcт1)∙

или q = λ∙(tcт2 - tcт1)/(xcт2 - xcт1)∙Dt/Dx

Тогда q = λ/δ∙(tст1– tст2) = λ/δ∙Δt,

Если R =δ/λ -термическое сопротивление теплопроводности стенки [(м2∙К)/Вт], то плотность теплового потока:

q = (tст1 – tст2)/R .

Общее количество теплоты, которое передается через поверхность F за время τ определяется:

Q = q∙F∙τ = (tст1 – tст2)/R·F∙τ

Температура тела в точке с координатой х находится по формуле:

tx= tст1– (tст1– tст2)∙x/ δ

2).Многослойная плоская стенка.

Рассмотрим 3-х слойную стенку (Рис.13.2). Температура наружных поверхностей стенокtст1и tст2, коэффициенты теплопроводностислоевλ1, λ2, λ3, толщина слоевδ1, δ2, δ3.

Рис.13.2 Многослойная плоская стенка

Плотности тепловых потоков через каждый слой стенки:

q = λ11∙(tст1 – tсл1) ,

q = λ22∙(tсл1 – tсл2) ,

q = λ33∙(tсл2 – tст2) ,

Решая эти уравнения, относительно разности температур и складывая, получаем:

q = (t1 – t4)/(δ11 + δ22 + δ33) = (tст1 – tст4)/Ro,

где: Ro= (δ11+ δ22 + δ33) – общее термическое сопротивление теплопроводности многослойной стенки. Температура слоев определяется по следующим формулам:

tсл1= tст1– q∙(δ11).

tсл2= tсл1– q·δ22).








Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 2811;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.005 сек.