Задача 5
Бетонная панель толщиной =0,32м с теплофизическими характеристиками:
=1,9Вт/(мК); c=1,1кДж/(кгК); =1900кг/м3, имеет в начальный момент времени по сечению одинаковую температуру t0=700С. Панель охлаждается с двух сторон воздухом с температурой tЖ=50С и коэффициентами теплоотдачи
1 = 6,5Вт /м2К, 2 = 3,5Вт /м2К.
Рассчитать методом конечных разностей распределение температуры по сечению через =6ч и количество отданной теплоты.
Решение.
Толщину одного слоя определяем из выражения:
принимаем n=5 – количество слоев.
Коэффициент температуропроводности определим по формуле:
Значение интервала времени определяем из соотношения:
Распределение температур в поверхностном слое:
0С
0С
где к – время (верхний индекс)
n – толщина слоя (нижний индекс)
Распределение температур по слоям определим по формуле:
,0С
0С
0С
0С
0С
Аналогично находим температуры для остальных отрезков времени, полученные данные сводим в таблицу:
-
N п/п
Время
(k)
Толщина (n), м
0.064
0.128
0.192
0.256
0.320
1
0,00
70
70
70
70
70
2
0,63
58
70
70
70
63
3
1,26
54
64
70
67
60
4
1,89
52
62
65
65
59
5
2,52
49
58
63
62
56
6
3,15
47
56
60
60
54
7
3,78
45
54
58
57
52
8
4,41
43
51
55
55
50
9
5,04
41
49
53
52
47
10
5,67
40
47
51
50
45
11
6,30
38
45
49
48
44
Конечная температура составит:
Количество отданной теплоты определим по формуле:
Q = cm(t0-tK) = 1,111900(70-45) = 52 250 кДж
График распределения температур по слоям
Теоретическая часть
2. Какими основными параметрами характеризуется состояние системы и какой их физический смысл?
Для описания системы вводят набор физических величин, значения которых определяют состояние системы:
температура
давление
объем
внутренняя энергия
энтропия
энтальпия
При отсутствии силовых полей (гравитационного, электромагнитного и др.) состояние системы может быть определено тремя параметрами:
удельный объем, абсолютную температуру и давление.
