Теория теплообмена вар.2

1.Запишите и поясните уравнение закона Ньтона-Рихмана.

Конвективная теплоотдача (теплоотдача) – конвективный теплообмен между поверхностью твердого тела и жидкостью.

Расчет процесса теплоотдачи базируется на соотношении закона Ньютона-Рихмана

Ф =  F T

Согласно которому тепловой поток Ф от жидкости к элементу поверхности тела F прямо пропорционален площади элемента F и разности температур между поверхностью тела T_w и температурой жидкости Т_f . Разность температур Т= Т_w - Т_f называют температурным напором, а поверхность тела, через которую переносится теплота А - поверхностью теплообмена или теплоотдающей поверхностью.

Коэффициент пропорциональности  называется коэффициентом теплоотдачи (измеряется в Вт/(м²К). Преобразуя соотношение предыдущее уравнение, получаем

=Ф/ F T (1.2)

Соотношение (1.2) позволяет определить коэффициент теплоотдачи как плотность теплового потока на границе жидкости (газа) и омываемого тела, отнесенную к разности тепмератур поверхности этого тела и окружающей среды.

Численно коэффициент теплоотдачи равен плотности теплового потока, передаваемого через омываемую поверхность при единичном температурном напоре Т = 1. Коэффициент характеризует интенсивность процесса теплоотдачи и зависит от большого числа различных факторов.

В общем случае на коэффициент теплоотдачи оказывают влияние геометрические размеры и форма омываемого тела, температура его поверхности природа возникновения и режим движения жидкости, скорость, температура и физические параметры жидкости и многие другие факторы. Коэффициент теплоотдачи может быть различным в разных точках поверхности, поэтому различают средний по поверхности теплообмена и местный (локальный) коэффициенты теплоотдачи. Для упрощения тепловых расчетов обычно пользуются средним по поверхности коэффициентом теплоотдачи .

2.Сформулируйте цель расчета процесса нестационарной теплопроводности.

Укажите области применения.

При решении многих практических задач расчета температурных полей конструкций приходится исследовать нестационарный процесс теплопроводности в телах различной формы. Такой процесс возникает в теле при изменении условий его теплообмена с окружающей средой или мощности энерговыделения внутренних источников теплоты, которые могут действовать в объеме тела.

Метод Фурье является одним из наиболее типичных классических методов решения задач теплопроводности. Он основан на разделении переменных в уравнении теплопроводности и учитывает ряд свойств входящего в уравнение теплопроводности оператора .

Нелинейные задачи, как правило, не удается решить аналитическим методом даже в простейших одномерных случаях. В этой ситуации обычно применяют численные методы, позволяющие во всех случаях решить краевую задачу теплопроводности с определенной точностью и степенью достоверности. При численном решении задачи значения искомой функции (температуры) определяются не во всех точках области, а лишь в отдельных, то есть решение дискретно. Это создает некоторые неудобства при исследовании задачи по сравнению с применением аналитических методов, так как каждый раз решается одна конкретная задача, и любое изменение параметров требует совершенно нового решения. Однако этот способ необходим при решении тех задач, для которых аналитические методы неприменимы.