Поля температуры в телах простой формы

регулярные режимы

141

Регулярные тепловые режимы

Регулярный тепловой режим - нестационарный процесс теплопроводности, когда поле безразмерной температуры остается подобным себе во времени.

Температурное поле в телах разной формы: пластина, цилиндр, шар при охлаждении в среде с постоянной температурой и постоянным коэффициентом теплообмена :

142

Регулярные тепловые режимы

Две стадии охлаждения тела:

Первая стадия характеризуется влиянием начального распределения температуры в теле, когда скорость изменения температуры в разных точках тела во времени различны (начальный период).

Вторая стадия начинается с момента когда скорость охлаждения не зависит

от начальных условий и определяется лишь условиям теплообмена на границе, физическими свойствами тела, его геометрией и размерами.

Поле температуры описывается первым членом ряда

143

Регулярные тепловые режимы

Величина m - темп охлаждения, показывает, что относительная скорость изменения температуры не зависит ни от времени, ни от координат и является постоянной величиной.

m tg ln 1 ln 22 1

144

Регулярные тепловые режимы

Виды регулярных тепловых режимов:

Экспоненциальный, при граничных условиях III рода, описываемый соотношением

1 x,y,z e m

Линейный, при граничных условиях II рода, описываемый соотношением

2 x, y, z m

Периодический - температурные волны.

145

Измерение свойств с помощью регулярных тепловых режимов

Тело с объёмом V, поверхностью F, обладающее высокой теплопроводностью (Bi<0,1) охлаждается в потоке жидкости. Распределение температуры близко к

Измерение свойств с помощью регулярных тепловых режимов

a m 2

12

Ограничения:

вещества с низкой теплопроводностью<0,5 Вт/(м К), Bi>100).

147

КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН В ОДНОФАЗНЫХ СРЕДАХ

148

Конвективный тепломассообмен

Виды конвекции

Вынужденная конвекция - движение жидкости вызывается внешними силами (насос, вентилятор и др.)

Свободная (естественная) конвекция - движение возникает под действием неоднородного поля массовых сил (сила тяжести, центробежная сила и др.)

В рамках феноменологического метода среда рассматривается как непрерывное вещество без какой либо структуры.

Перенос тепла и массы происходит:

не только за счет grad T или grad C, но и совместно с движущейся средой.

149

Режимы свободной конвекции

1 – ламинарный; 2 – переходной; 3 - турбулентный

150