ГОСНИК телотехники / ТМО / ТМО2010_ответы / Собрано

20. Нелинейная стационарная теплопроводность в однослойной плоской стенке.

Реальные материалы характеризуются зависимостью коэффициента теплопроводности от температуры. Рассмотрим в качестве примера нелинейную стационарную теплопроводность в однослойной плоской стенке при ГУ-I для трех видов материала: а) = const; б) растет с ростом температуры; в) убывает с ростом температуры.

Для этих случаев зависимость для расчета плотности теплового потока дает

температуры по толщине пластины (линия a). При росте с увеличением температуры в тех местах пластины, где температура выше, будет соответственно меньше модуль производной dT/dx (линия б).

И, наконец, при уменьшении с ростом температуры распределение температуры будет соответствовать линии в.

Таким образом, в пластине, изготовленной из реального материала, распределение температуры по координате x является нелинейным.

21. Стационарный тепловой поток через однослойную плоскую стенку при

ГУ-I.

23. Стационарное температурное поле в полом цилиндре.

На рис. изображено сечение однослойного полого цилиндра длиной L, внутренняя и наружная поверхности которого отстоят на радиусы r1 и r2 от оси симметрии.

Стационарный тепловой поток Q(r), пересекающий отстоящую на радиус r изотермическую поверхность F(r) за единицу времени, равенQ(r) q(r)F (r) dTdr 2 rL .

Разделяя переменные, имеем dT Q(r) dr (1.90).

2 L r

Согласно физическому принципу стационарности, справедливо равенство Q(r) = const. Тогда интегрирование (1.90) при постоянном

произвольная постоянная.

Таким образом, стационарное распределение температуры T по радиусу r в полом цилиндре подчиняется нелинейному (логарифмическому) закону.

24.Стацтионарный тепловой поток через однослойный полый цилиндр при

ГУ-I.

Стационарный тепловой поток Q(r), пересекающий отстоящую на радиус r изотермическую поверхность F(r) за единицу времени,

25.Стационарный тепловой поток через многослойный полый цилиндр при

Физический принцип стационарности позволяет найти температуру в любом месте конструкции. Так, например, температура TW2 на стыке первого и второго слоев

26. Стационарный тепловой поток через многослойный полый цилиндр при ГУ-III.

коэффициент теплоотдачи 2 со стороны среды, омывающей его снаружи.

Падение температуры в омывающих средах от Tf 1,0 до TW 1 внутри цилиндра и от

27. Стационарный тепловой поток через многослойную плоскую стенку при ГУ-III.

пластины динамического и температурного пограничного слоев. Эти слои движущейся среды испытывают тормозящее и тепловое воздействия со стороны обтекаемой поверхности.

В стационарном тепловом режиме Qf 1,W1 QW1,W 2 QW 2, f 2 Q , где

28. Вывод формулы для определения теплового потока через однослойный

Стационарный тепловой поток Q(r), пересекающий отстоящую на радиус r изотермическую поверхность F(r) за единицу времени,

29.Расчет величины плотности теплового потока в теле.

геометрической формы тела, равный единице, двум или трем для пластины, полого цилиндра или полого шара соответственно; A – площадь поверхности пластины (A = F), площадь цилиндрической поверхности ( A 2 L ) и шаровой поверхности ( A 4 ) единичного радиуса.

Интегрирование степенной функции в правой части при Q(x) Q const,

30.Температурный фактор задач конвективного теплообмена.

В число аргументов для описания интенсивности конвективного теплообмена при вынужденной и свободной конвекции наряду с критериями Pe, Re, Pr, Ra входит и температурный фактор Ct . Величина числа Нуссельта при одинаковом значении Pe (Re и

Pr) или Ra зависит существенно от того, нагревается или охлаждается движущаяся среда у поверхности твердого тела.

Для нагревающейся жидкости число Нуссельта больше, чем для охлаждающейся. Если капельная жидкость омывает теплую поверхность, то самые теплые ее слои находятся у поверхности, их вязкость мала. Из-за этого мала толщина формирующегося пограничного слоя, а следовательно, мало и термическое сопротивление теплопереносу.

Если же капельная жидкость омывает холодную поверхность, то все будет обстоять противоположным образом, так как у жидкостей с понижением температуры вязкость возрастает.

У газов же с понижением температуры вязкость уменьшается и поэтому у них при равных Pe (Re и Pr) или Ra числа Нуссельта будут больше при охлаждении, чем при нагревании.

структуре критериальных формул для описания конвективного теплообмена.

В настоящее время рекомендованы к использованию в расчетной практике

коэффициенты динамической вязкости движущейся среды, выбранные по температурам