А) Однослойная стенка. Рис. 3. Однослойная плоская стенка

 


Рис. 3. Однослойная плоская стенка. Г.У. I рода.

 

Дана однородная и изотропная стенка (рис.3) толщиной δ с постоянным коэффициентом теплопроводности λ, два других размера стенки неограниченны. На наружных поверхностях стенки поддерживают постоянные температуры t1 и t2. При заданных условиях температура будет изменяться только в направлении оси Ox, т.е. температурное поле будет одномерным и

 

∂t/∂y = ∂t/∂z = 0

 

 

Тогда уравнение (24) принимает вид:

 

(25)

 

В уравнении (25) частная производная заменена полной, т.к. изменение температуры определяется только одной переменной X. Граничные условия в рассматриваемой задаче запишутся сле­дующим образом:

при

при (26)

Уравнение (25) и условия (26) дают полную математичес­кую формулировку рассматриваемой задачи.

В результате поставленной задачи должно быть най­дено распределение температуры в плоской стенке, т.е. t = ƒ(x), и получена формула для определения плотности теплового потока.

Проинтегрируем дважды уравнение (25).

Первое интегрирование дает:

(27)

После второго интегрирования получим:

(28)

Постоянные интегрирования в (28) определяются из гранич­ных условий (26):

при и

при и

Подставляя значения С1 и С2 в уравнение (28), получим закон распределения температуры в рассматриваемой плоской стенке или, иначе, выражение для температурного поля:

(29)

Для определения плотности теплового потока воспользуемся законом Фурье

 

 

Учитывая, что

после подстановки dt/dx в выражение закона Фурье, получаем:

(30)

В уравнении (30):

t1 - t2 = Δt - температурный напор;

отношение λ/δ, Вт/м2К- тепловая проводимость стенки;

обратная величина Rc = δ/λ, м2К/ Вт - термическое сопротивление теплопроводности стенки.

Найдя плотность теплового потока, можно вычислить все тепло, которое передается через поверхность стен­ки F за время τ:

(31)

Если необходимо учитывать, зависимость λ от температуры и известна функция λ = λ(t), то в расчетные уравнения вводит­ся среднеинтегральное значение λср., т.е.

(32)

 








Дата добавления: 2016-01-18; просмотров: 699;


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: 0.007 сек.