Классификация источников теплоты

1. По времени действия.

2. По движению источника тепла относительно тела.

3. По распределенности.

I. Мгновенные и непрерывно действующие.

Мгновенный источник – длительность действия стремится к нулю.

Непрерывно действующие – источник тепла постоянной мощности, действующая непрерывно и достаточно длительно.

Мгновенный точечный источник теплоты (МТИТ) – когда в очень малый объем за очень малый промежуток времени вводится некоторое количество теплоты. Все тепло, вводимое дугой, сконцентрировано в точке.

Мгновенный линейный источник теплоты (МЛИТ) – это комбинация МТИТ, действующих одновременно и расположенных по линии.

Мгновенный плоский источник теплоты МПИТ – комбинация МТИТ, действующих одновременно и расположенных по плоскости.

Мгновенный объемный источник теплоты МОИТ – комбинация МТИТ, распределенных по какому либо закону в теле.

II. По движению ИТ.

1. Неподвижные.

2. Подвижные.

3. Быстродвижущиеся.

Неподвижный - источник тепла постоянной мощности, неперемещающийся по телу.

Подвижный – источник тепла постоянной мощности, перемещающийся по телу с постоянной скоростью.

Быстродвижущийся – подвижный источник тепла, перемещающийся по телу с такой скоростью, что распространением тепла перед источником можно пренебречь.

III.

1. Сосредоточенные.

2. Распеделенные.

СХЕМАТИЗАЦИЯ СВАРОЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОТЫ

При сварке дугами открытого типа используются расчетные схемы: точечный источник теплоты на поверхности полу бесконечного тела. При сварке дугами погруженного типа используется схема: линейный источник теплоты в пластине.

Сварочная дуга – непрерывно действующий источник теплоты.

При РДС используют схему подвижного источника. При автоматической – быстродвижущуюся схему.

Распространение тепла от неподвижных источников

1. МТИ на поверхности бесконечного тела.

Граничные условия:

• теплообмена на границах нет, так как они удалены в бесконечность;

• в начальный момент времени температура постоянна .

Предположим, что в очень малый объем массивного тела вблизи точки О в течение некоторого времени внесено некоторое количество тепла Q(Дж) тело бесконечное, а источник тепла неподвижный, точечный, мгновенный. Решение для данных условий в точке А.

,

,

- приращение температуры в рассматриваемой точке;

- время, отсчитываемое с момента введения теплоты,

- радиус вектор до рассматриваемой точки.

Для точки внесения , .

.

1. Для всех точек при , где , .

2. В точке при , .

II. Мгновенный точечный источник теплоты на поверхности полу бесконечного тела.

.

Граница XOY принимается не пропускающей теплоту, теплота распределяется только в глубь тела.

Распределение приращения температуры в полу бесконечном теле от МТИТ по радиусу .

Распределение тепла от МТИТ, приложенного в точке О на поверхности полу бесконечного тела, аналогично как для бесконечного тела. Граница XOY принимается не пропускающей теплоту, поэтому теплота распространяется внутрь тела.

.

Изометрические поверхности, описываемые этим уравнением, представляют собой сферические поверхности.

- выражает температуру в точке внесения тепла в разные моменты времени.

- убывание температуры по радиусу .

Наибольшая температура всегда в точке , т.е. в центре внесения теплоты.

Чем больше , тем выше температура точек в любой момент времени.

ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН НА ПРИРАЩЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

При увеличение коэффициента приводит к ускорению процесса распространения тепла. Максимальные достигаемые температуры остаются теми же самыми, но продолжительность времени с момента введения теплоты до достижения сокращается во столько раз, во сколько раз увеличивается .

При увеличение теплоемкости равносильно одновременному уменьшению и , т.е. приращение температуры уменьшается при замедлении процесса распространения теплоты.