3. Лабораторная работа №3

Теплопередача через однородную плоскую стенку

Цель работы:

расчет плотности теплового потока и температурного поля в плоской стенке при граничных условиях 3 – го рода, исследование влияния коэффициента теплоотдачи и теплопроводности материала на распределение температуры.

3.1 Определение температуры окружающей среды на правой границе

T_C2 =300 + 10·N

где N – номер варианта.

3.2 Определение значения плотности теплового потока.

3.2.1 Плотность теплового потока вычисляют по формуле:

(3.1)

Рассчитываю q согласно (3.1)

3.2.1.1 При

3.2.1.2 При

3.2.1.3 При

3.2.1.4 При

3.2.1.5 При

3.2.1.6 При

3.2.1.7 При

3.2.1.8 При

3.3. Определение температурного поля в однородной плоской стенке

3.3.1 Температурное поле вычисляют по формуле:

(3.2)

3.3.1.1 При

x=0 м, T=719.807 К; х=0.05 м, Т=718.406 К; х=0.1 м, Т=717.005 К;

х=0.15 м, Т=715.604 К; х=0.2 м; Т=714.203 К; х=0.25 м, Т=712.802 К.

3.3.1.2 При

x=0 м, T=785.185К; х=0.05 м, Т=774.444 К; х=0.1 м, Т=763.704 К;

х=0.15 м, Т=752.963 К; х=0.2 м; Т=742.222 К; х=0.25 м, Т=731.481 К.

3.3.1.3 При

x=0 м, T=991.944 К; х=0.05 м, Т=951.667 К; х=0.1 м, Т=911.389 К;

х=0.15 м, Т=871.111 К; х=0.2 м; Т=830.833 К; х=0.25 м, Т=790.556 К.

3.3.1.4 При

x=0 м, T=981.111 К; х=0.05 м, Т=886.667 К; х=0.1 м, Т=792.222 К;

х=0.15 м, Т=697.778 К; х=0.2 м; Т=603.333 К; х=0.25 м, Т=508.889 К.

3.3.1.5 При

x=0 м, T=963.75 К; х=0.05 м, Т=927.5 К; х=0.1 м, Т=891.25 К;

х=0.15 м, Т=885 К; х=0.2 м; Т=818.75 К; х=0.25 м, Т=782.5 К.

3.3.1.6 При

x=0 м, T=917.143 К; х=0.05 м, Т=908.857 К; х=0.1 м, Т=900.286 К;

х=0.15 м, Т=884 К; х=0.2 м; Т=884 К; х=0.25 м, Т=875.714 К.

3.3.1.7 При

x=0 м, T=904.918 К; х=0.05 м, Т=903.967 К; х=0.1 м, Т=903.016 К;

х=0.15 м, Т=902.066 К; х=0.2 м; Т=901.115 К; х=0.25 м, Т=900.164 К.

3.3.1.8 При

x=0 м, T=903.494 К; х=0.05 м, Т=903.398 К; х=0.1 м, Т=903.301 К;

х=0.15 м, Т=903.205 К; х=0.2 м; Т=903.108 К; х=0.25 м, Т=903.012 К.

3.4 На рисунке 3.1 показан график изменения температуры в однородной плоской стенке при различных коэффициентах теплоотдачи на левой границе.

Рисунок 3.1

3.5 На рисунке 3.2 показан график изменения температуры в однородной плоской стенке при различных коэффициентах теплопроводности материала.

Рисунок 3.2

5. Вывод

- В случае увеличения коэффициента теплоотдачи на левой границе температура стремится к более неравномерному распределению по всей длине стенки.

- В случае увеличения коэффициента теплопроводности температура стремится к равномерному распределению по всей длине стенки.