- В этой главе закон Фурье используется для исследования 1-го устойчивого теплового потока твердого тела с простой геометрической формой. Плоские стенки и полые цилиндры — это не только самые простые, но и самые распространенные формы тела, с которыми приходится иметь дело инженеру. Плоские стены Очевидно, уравнение Фурье, если тепловой поток перпендикулярен плоскости стенки 20. 1.Теплопроводность плоских стен. (Значение области A является постоянным.)Кроме того, если коэффициент теплопередачи X принимается постоянным, то тепловой поток по любому сечению пропорционален градиенту температуры. Ка внутри стены, затем q, все то же самое в поперечном сечении.
Схема системы и график распределения температуры показаны на рисунке. 20.1. Если теплопроводность изменяется с температурой, то температурный градиент-не постоянен. Если тепловой поток равен площади всех поперечных сечений, а X увеличивается с уменьшением температуры, то градиент температуры должен уменьшаться в направлении уменьшения температуры, поэтому температурная кривая установившегося потока в этом случае будет опрокинута вогнутой поверхностью. если q, X и A постоянны, то формула 20.
Интегральное уравнение может быть решено относительно температуры X. 1 = — налог+ {1-(20.3） Это уравнение показывает, что зависимость расстояния от температуры линейна в предположении. Многослойная плоская стенка 1, где теплопроводность возникает на плоской стенке. 20. 2 можно сравнить с тем, что происходит в электрической цепи из-за нескольких последовательно соединенных резисторов, из разных слоев материала.
Для каждого слоя можно написать Фурье установившийся режим, тепловой поток одинаков во всех 3 слоях. Формула (20. 2) и по аналогии、 ？ = М — ^ = КА. (20. Четыре） В технических вопросах обычно дается полная разница температур. Таким образом, тепловой поток выражается в виде функции 11-и. Равенство(20. 4) при конвертации、 Н. я. Bx_xb, когда вы добавляете эти уравнения、 Или (20. Пять） Уравнение Фурье(20. 2) Dx Количество-Т-Ла Формула термического сопротивления 20.
Теплопроводность многослойных плоских стен. Если интегральную форму считать аналогом закона Ома, то это мера течения. Знаменатель (20.5) — это общее сопротивление, равное сумме индивидуальных сопротивлений. 20. 2 показан температурный градиент слоев различных материалов. Удельный тепловой поток одинаков для всех слоев, поэтому X одинаков для всех слоев. Таким образом, наклон обратно пропорционален теплопроводности. 1.
- Одно из невысказанных предположений, сделанных при рассмотрении теплового потока через многослойную стенку, состоит в том, что сопротивление тепловому потоку на всех границах раздела можно игнорировать. Это не всегда верно. Шероховатость поверхности, например окалина, может мешать тесному контакту двух предметов, и если зазор заполнен воздухом, то возникнет большее сопротивление по сравнению с сопротивлением слоя твердого материала. Из-за низкой теплопроводности воздуха(менее 1% от теплопроводности большинства твердых тел), тепловой co-Dx Даже если воздушный зазор узок, сопротивление будет большим.
Исследования показали, что сжатие поверхности под высоким давлением может, как и ожидалось, уменьшить граничное сопротивление. Теплопроводность многослойных стенок играет важную роль при использовании ребер, прикрепленных к наружной поверхности труб сваркой, пайкой или обжатием для увеличения теплопередачи. Под влиянием колебаний или циклов повышения и понижения температуры(тепловых циклов) ребра могут отставать от поверхности, что значительно снижает интенсивность теплообмена. Пример 20. Один Стенки холодильной камеры выполнены из пробковых досок толщиной 11,6 мм, ограниченных 2 деревянными стенками толщиной 101,6 мм.
Если температура поверхности стенки составляет −12°С в камере и 21°С снаружи, то величина теплопотерь определяется по ккал / m2.In кроме того, найдите температуру границы пробковой доски и наружной стенки. Теплопроводность зависит от температуры, но во многих случаях она постоянна и равна значению, соответствующему средней арифметической температуре слоев в question. In многие материалы, теплопроводность не была измерена в некоторой температуре ranges.
Кроме того, на теплопроводность могут влиять и другие факторы, такие как плотность (в случае пробок) и наличие загрязнений (например, влаги).Неполнота таких данных часто напрямую определяет правильность расчетов и указывает на степень упрощения, которую может выполнить инженер. В этом случае коэффициент теплопроводности пробковых плит плотностью 112 и 170 кг / Л3 в Перри (р. значение 458) составляет 0,0335 и 0,0372 ккал соответственно! M * h * deg («почти комнатная температура»).
При определении примите значение 0,0357.Теплопроводность различных видов древесины описана на странице 457 Перри.1. одним из самых дешевых видов древесины является ель, широко используемая в качестве стенового материала. Здесь мы используем значение 0,092 ккал / м * ч * град для коэффициента теплопроводности (показано только для 60°С). Термостойкость каждого слоя древесины 1 Дж 12.7•10-3 0,092•1 = 0,138 h-град / ккал. Термическое сопротивление пробки 101.6•10″ 3 0,0357 * 1 = 2,85 h * град / ккал.
Формула (20. 5) при использовании происходит потеря тепла. 21 (_12） 9-0. 144-2. 85 + 0,14 = 10,5 ккал / м * ’ ч. Температура границы наружной деревянной стенки и пробкового слоя рассчитывается по формуле (20. 5) может быть определена путем преобразования уравнения индивидуальных разностей температур, полученных.
Смотрите также:
