Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Топ:
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Интересное:
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Дисциплины:
2017-11-15 | 1227 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Передача теплоты от одной подвижной среды (жидкости или газа) к другой через разделяющую их твердую стенку любой формы называется теплопередачей. Примером теплопередачи служит перенос теплоты от дымовых газов к воде через стенки труб парового котла, включающий в себя конвективную теплоотдачу от горячих дымовых газов к внешней стенке, теплопроводность в стенке и конвективную теплоотдачу от внутренней поверхности стенки к воде. Особенности протекания процесса на границах стенки при теплопередаче характеризуются граничными условиями третьего рода, которые задаются температурами жидкости с одной и другой стороны стенки, а также соответствующими значениями коэффициентов теплоотдачи.
Рассмотрим процесс теплопередачи через однородную плоскую стенку толщиной δ (рис. 12.1)
Заданы: коэффициент теплопроводности стенки λ, температуры окружающей среды tж1 и tж2, коэффициенты теплоотдачи α1 и α2. Необходимо найти тепловой поток от горячей жидкости к холодной и температуры на поверхностях стенки tс1 и tс2. Плотность теплового потока от горячей среды к стенке определится уравнением (9.14)
При стационарном режиме этот же тепловой поток пройдет путем теплопроводности через твердую стенку и будет передан от второй поверхности стенки к холодной среде за счет теплоотдачи:
Перепишем приведенные уравнения в виде:
Складывая левые и правые части полученных равенств, запишем:
Отсюда
,
Где,
Величина k называется коэффициентом теплопередачи, который выражает количество теплоты, проходящее через единицу поверхности стенки в единицу времени при разности температур между горячей холодной и горячей жидкостью, равной 1К (размерность Вт/(м2·К)). Величина обратная коэффициенту теплопередачи, называется полным термическим сопротивлением теплопередачи.
|
, Величины и называются термическими сопротивлениями теплоотдачи. Температуры на поверхностях однородной стенки
определяются из уравнений: [t1(x)=tc1+(tcл1-tcл2)/δ*x q=λ1/δ1(Tc1-Tcл1) q=λ2/δ2(Tcл1-Tcл2) q=λ3/δ3(Tcл2-Tc2)
q=Δt/(λ1/δ1+ λ2/δ2+ λ3/δ3)]
Стационарная теплопроводность цилиндрической стенки при граничных
Условиях первого рода.
Цилиндрические стенки встречаются на практике почти так же часто, как и плоские. Будем рассматривать неограниченные подлине стенки, у которых теплообменом с торцевых поверхностей можно пренебрегать и считать, что весь тепловой поток передается по направлениям, перпендикулярным оси цилиндра. С достаточной точностью к неограниченным можно относить любые стенки, длина которых хотя бы в 10 раз больше диаметра. При этом
изотермические поверхности представляют собою концентрические цилиндры, а в сечении, перпендикулярном оси этих цилиндров, изотермы имеют вид концентрических окружностей, как показано это на рис. 2.13. В декартовых координатах температурное поле является плоским t = f (х, у). Однако с переходом к цилиндрической системе координат в силу симметрии обнаруживается,что температура в любом месте стенки зависит лишь от одного параметра – радиуса r, определяющего положение этой точки на той или иной изотерме, т.е. задача становится одномерной: t = f (r).
Чтобы показать многообразие подходов при решении задач теплопроводности, отходя от общего подхода, покажем, что для тел простой формы задачу можно решить и без привлечения дифференциального уравнения теплопроводности. Выделим внутри стенки на расстоянии r от оси элементарно тонкий слой толщиной dr (см. рис. 2.14) и в соответствии с законом Фурье запишем формулу, определяющую величину передаваемого через этот слой теплового потока:
|
Q = Fq = 2π rl [–λ(dt / dr)]. У неограниченной стенки весь этот поток Q проходит целиком через любую изотермическуюповерхность, т.е. не зависит от величины r. Формула (2.18) представляет собою обыкновенное дифференциальное уравнение, описывающее связь между Q, r и t. Разнесем переменные и проинтегрируем затем правую и левую части
полученного уравнения в пределах, соответствующих граничным условиям: при r = r 1 t = t c1 и при r = r 2 t = t c2:
После интегрирования (с учетом, что Q = const) получаем Q ln (r 2/ r 1) = –2πλ l (t c2 – t c1), откуда находим:
, Чтобы определить вид температурного поля, повторим такое же интегрирование, но до некоторых текущих значений r и t верхних пределов:
Тогда получим Q ln (r / r 1) = –2πλ l (t – t c1), откуда выражаем значение t:
Отметим, что удельные тепловые потоки на внутренней и на наружной поверхностях различны, поскольку различна величина этих поверхностей:
, и это неудобно для практических расчетов. Поэтому вводится понятие о линейной плотности теплового потока ql: ql = Q / l, величина которой не зависит от радиуса. Связь между q нар, q вн и ql определяется из равенства q вн F 1 = q нар F 2 = ql1, откуда получаем ql = q вн F 1 / l = q нар F 2 / l = π d 1 q вн = π d 2 q нар.
|
|
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!