- Даже плоская стена. Самой простой и очень распространенной задачей, которую решает теория теплопередачи, является определение плотности теплового потока через плоскость Температура поверхности / C / толщина стенки b n(рис. 8.2).Температура-1 X координата. Такая задача называется одномерной и ее решение Он самый простой, и в этом курсе мы ограничиваемся рассмотрением только одномерных задач. Одномерном случае Эхаб (8.3)） Затем, используя основной закон теплопроводности (8.1), получаем дифференциальное уравнение для стационарной теплопроводности плоской стенки. Г-км / А. (8.4） В установившемся режиме, когда энергия не расходуется на отопление.
Большинство практических вопросов, это почти предполагается. Теплопроводность k не зависит от температуры, то есть от всей толщины стенок. Температура ГИА Г.= 0.5（» + «）。 (8.5） (8.6） То есть зависимость от температуры я на X-координата является линейной(см. рис. 8.2). Разделение переменных в уравнении, L » Интеграл… Получить зависимости для расчета плотности теплового потока Полученная простейшая формула очень широко используется в тепловых расчетах.
По этой формуле мы делаем оценки не только для Ка, проходящего через плоские стенки, но и для более сложных случаев. Вы можете легко заменить стены сложной конфигурации на плоские по расчету. Иногда, исходя из оценки, определенные варианты отвергаются и не тратят больше времени на их детализацию Разработка. Используя формулу(8.9), можно рассчитать теплопроводность материала. При измерении теплового потока и разности температур поверхности пластины (стенки) экспериментально Известный размер. Средняя температура поверхности стены.
Ошибка расчета в этом случае обычно меньше, чем результирующая ошибка Линейная зависимость теплопроводности от температуры A = a + L, точная формула для q не отличается от приближенной)… Для каждого из N слоев многослойной стенки запишем формулу по разнице температур по формуле (8.9), а ввиду того, что O одинакова для всех слоев, добавим все N формул. Значение. При объединении все промежуточные температуры снижаются.
Распределение температуры внутри каждого слоя линейно, но равно=по формуле (8.6) (cI / 4x), поэтому крутизна температурной зависимости отличается в разных слоях — H / b-наиболее резкое изменение температуры во дворах с низкой теплопроводностью, так как плотность теплового потока, проходящего через I при стационарном режиме, является тепловым коллектором、 На рисунке пример 8.3, теплопроводность материала 2-го слоя является самой низкой, а 3-го слоя является материалом 3-го слоя.
Соотношение?/ — /o называется теплопроводностью стенок, а обратная величина 6 /(X / теплов) является термическим членом ячейки и сопротивлением стенки, выраженным следующим образом: x-использование понятий Формула расчета теплового сопротивления и теплового потока может быть выражена следующим образом?»(. (8У) аналогично закону Ома в электротехнике (сила тока равна разности потенциалов, деленной на электрическое сопротивление проводника、 Ток.) Часто тепловым сопротивлением называют величину 6 / х, которая равна тепловому сопротивлению плоской стенки площадью 1 М⁷. Сквозь бетонные стены здания толщиной 200 мм, высотой 2,5 м, длиной 2 м.
Пример 8. 2.Определить теплопроводность стеновых материалов по толщине Поверхность DG » −20°C： k — ₁ — 1dddd ’ ⁰ ⁰ — 0,25 Вт / (м * с Ламинированный wall. It также можно рассчитать по формуле (8.10 Слой из нескольких разнородных материалов плотно прилегает друг к другу, например кирпичные стены зданий, покрытые слоем штукатурки, краски и др., Шую (рис. 8.3). Сопротивление таких стенок будет равно сумме теплового сопротивления отдельных слоев. 4. В Формуле (8.10) необходимо заменить разность температур в точке (поверхности), где»включены»все суммированные тепловые столкновения.
Рассчитав тепловой поток, проходящий через многослойную стенку, можно определить параметры(8.10) и найти температуру границ всех слоев. Это очень важно при использовании в качестве Теплоизоляция материалов с ограниченной допустимой температурой. Обобщенная формула для расчета температуры 1С (u-1> ea LJ 5-й слой ( = * ) получена из Формулы(8.12). (813） Сопротивление жары контакта. Идеальное сцепление между отдельными слоями многослойной стенки, 1 один из слоев находится в жидком состоянии или В виде жидких растворов (цемент, гипс и др.).Твердые тела соприкасаются только в вершинах профиля шероховатости.
Площадь контакта пика незначительна, и весь Тепловой лоток, проходит через воздушный зазор. Это создает дополнительное (контактное) тепловое сопротивление I. It предполагается, что разрыв между половину максимального расстояния шероховатости долин. Поэтому, если 2 пластмассы вступают в контакт с шероховатостью поверхности класса 5 (После поворота, строгания и фрезерования закончены)^ » • «» O. In воздух ОЗ мм и комнатной температуры Я » = 8 / Л= 1.5-10-77（2.59-10-2）- = 0,58-10-3М’ — К / Вт Он соответствует термическому сопротивлению стального слоя толщиной около 30 мм.
- Для уменьшения контактного сопротивления необходимо заполнить зазоры материалами, имеющими более высокую теплопроводность, чем воздух, например, припоем или хотя бы клеем. Хладоагент проходит через трубу Также необходимо рассчитать тепловой поток через цилиндрическую стенку трубы. Задача распределения тепла в цилиндрической стенке при известной постоянной температуре Также при просмотре в цилиндрических координатах, 1-мерные внутренние и внешние поверхности. Температура изменяется только по радиусу (по координате r) и по длине Труб и по их периметру нет changed. In в этом случае dgab 1 = 61 / Ar, а закон Фурье принимает вид: Ч — — — — — х (г / ут).
(8.14） (8.15） Или для трубы длиной I Ч = Пн — — — — — 2nP>(я / 1р). Так как тепловой поток не изменяется вдоль толщины стенки, то удобно интегрировать уравнение (8.15), но = p / / ’ ysop81, так как область, где проходит тепловой поток P-2nr1、 Это зависит от радиуса. Изолируйте переменные. (8.16） Интеграл уравнения(8.16） Радиус стенки следует логарифмическому закону На внутренней поверхности с большой кривизной стенок температура изменяется более резко, чем на внешней поверхности.
Интеграл уравнения (1〜) в пределах определенного предела (8.16) для расчета теплового потока через цилиндрическую стенку： 2-й » / a>«. Для труб отношение радиуса G1 / P заменяется отношением диаметра L / L|, так как диаметр обычно измеряется и задается при условии задачи, а не радиуса. Тепловое сопротивление цилиндра (819） Кроме того, расчет следует проводить с высокой точностью, так как при6 / и I незначительная погрешность, допускаемая при определении соотношения / 2/4/1, дает существенный результат Произошла ошибка при вычислении логарифма. Например, если значение/ in / 41 = 1.09 округляется до 1.1 (ошибка округления меньше 1%), то логарифмическая ошибка вычисления.
Следовательно, тепловой поток составит более 10%.С другой стороны, отношение / r / 6 ^ 1.5 погрешность определения теплового сопротивления цилиндрической стенки по формуле Yah = b /(XP) Труба-это средний арифметический диаметр/ = 0.5（/、+ 6）он рассчитывается в 1. Ошибка менее 1,5% occurs. To повышение точности фактических расчетов、 Для определения теплового потока через многослойную цилиндрическую стенку необходимо суммировать тепловое сопротивление отдельных слоев, как и в случае многослойных плоских стенок. Разница между уравнениями(8.20) и (8.12) заключается только в том, как рассчитать тепловое сопротивление отдельных слоев плоских и цилиндрических стенок.
Но эта разница существенна Только если соотношение наружного и внутреннего диаметров каждого слоя велико/./ / «- /₍ ₁ ₊ ₁ ₎ ₎//> 1.5.In меньшее отношение /» / / ■ » теплового сопротивления отдельных слоев、 В упрощенной формуле, f? Уже указано, что более уместно предположить = 6 = /(X/ -.), но это справедливо для плоских стен. Расчет температуры на границе слоев в этом случае осуществляется таким же образом, как и в случае многослойной плоской стенки, то есть по формуле (8.13). Бифштекс с шариками. Внутри стенки сферы(радиус r |)и снаружи(радиус r?
Когда поверхность (A) является постоянной температурной стабильностью fc 6m, температурное поле имеет размер 1 на шаре Координаты, то есть температура изменяется только вдоль radius. So … 0 = ?Р = — хр (////р)= — L4yag ’(/// / г). Получите новую формулу потока через сферическую стенку. (8.23.)） Интересно отметить, что стационарный режим, в отличие от цилиндра и пластины, также требует от нее изоляции бесконечной толщины (r * — * oo： (?_»=4пг / х ((с//|»»).
(8.24） Корпус комплекса configuration. In в этом случае необходимо учитывать изменение температуры по 2 или 3 координатам, и интегрирование уравнения теплопроводности является очень сложным. Поскольку часто невозможно получить аналитическое решение, используется численный метод решения(§ 14.3). Иногда проще использовать метод электротермических аналогов. В этом-то все и дело. Законы распространения тепла и электричества в сплошной среде описаны в том же виде (Аналогичное) уравнение. Закон Ома в дифференциальной форме)= — лвга (с аналогичен закону Фурье (8.1).Таким образом, решением задачи теплопроводности и электропроводности объектов является Та же форма.
Каждому тепловому параметру этих решений соответствует четко определенный электрический аналог: плотность теплового потока i-плотность тока), тепло Поток P-сила тока/, температура i-потенциал E, теплопроводность X — электропроводность o. Электротермическая аналогия позволяет рассчитать соответствующую тепловую величину из имеющегося количества электроэнергии, и наоборот. Например、 Тепловое и электрическое сопротивление при решении конкретной задачи Да/я,= = а />.Или Yah = I, I / X.
Если не удается получить аналитическое решение сложной задачи, можно создать электрическую модель объекта, измерить его электрическое сопротивление с помощью омметра, а затем рассчитать его Тепловое сопротивление и тепловой поток. Электрическая модель с размерами. От Электроники. При исследовании транспортной бумаги, которая производится в нашей промышленности, вырезается масштабная модель исследуемой части кузова. Изотермическая граница моделируется постоянной линией Potential. At на этой границе металлический электрод соответствующей формы прижимается к бумаге. Граница изоляции (если таковая имеется) просто моделируется краем Бумага.
При решении двумерной задачи предполагается, что в направлении, перпендикулярном рассматриваемому поперечному сечению, рассматриваемое тело имеет единичную длину. Если фактическая длина тела равна I、 Его тепловое сопротивление R *представлено электрическим сопротивлением R)и проводимостью бумаги O ’ 2D-модели следующим образом. Йа = я; О7(м). (8.26） 8.3 пример расчета тепловых потерь из-за несоосности (эксцентриситета) с другой трубой диаметром да(рис. 8.5). ([9]для решения.） И внешний 1g.
Смотрите также:
| Основной закон теплопроводности | Основной закон конвективного теплообмена |
| Коэффициент теплопроводности | Пограничный слой |
