ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Условия однозначности из "Приближенный расчет процессов теплопроводности " Наглядным примером может служить вывод дифференциального уравнения теплопроводности Фурье. При выводе этого уравнения не учитывалась конкретная обстановка явления и рассматривался только выделенный дифференциальный объем тела dV. Для вывода уравнения потребовался единственный опытный факт, заключающийся в том, что перераспределение теплоты в среде.возможно только при наличии температурных градиентов, не равных нулю. Приняв для описания этого факта гипотезу (закон) Фурье, удалось приложить к изучению температурного поля тела за кон сохранения энергии. [c.17] Условия однозначности должны содержать все особенности данного конкретного явления. Эти особенности не зависят от (механизма процесса (который является общим для всего класса явлений) и за-дайтся в связи с условиями конкретной задачи.. i. [c.17] Четыре перечисленных условия и дифференциальное уравнение ( ИЛИ система уравнений) в совокупности однозначно определяют конкретное единичное явление. [c.18] Таким образом, дифференцальное уравнение содержит самые общие связи между величинами, характеризующими явление. Эти связи настолько общие, что их невозможно непосредственно использовать при изучении конкретного явления. Для использо вания связей, содержащихся в дифференциальном уравнении, необходимо, следо1вательно, решить это уравнение и согласовать решение с условиями однозначности. [c.18] Можно различать четыре вида граничных условий. [c.18] На практике с граничными условиями третьего рода приходится иметь дело очень часто. Поэтому на их разборе следует остановиться более подробно. [c.19] Граничное условие третьего рода выражает требование, чтобы количество теплоты, подходящей изнутри тела к его поверхности теплопроводностью, равнялось количеству теплоты, которая теряется с поверхности тела в окружающую среду. Это требование справедливо в любых условиях, так как вытекает из соображений, что бесконечно тонкий поверхностный слой, для которого составляется тепловой баланс, не может аккумулировать или выделять теплоту. [c.19] Здесь индексы п обозначают, что соответствующие величины относятся к поверхности тела. [c.19] Количество теплоты, которая теряется с поверхности тела, может быть найдено с помощью закона Ньютона или Стефана — Больцмана. Этими законами определяется интенсивность теплообмена на поверхности твердого тела. Рассмотрим детально упомянутые законы. [c.19] Тепловое взаимодействие между рассматрваиемым телом и окружающей средой в общем случае представляет собой сложный процесс, включающий все три формы теплообмена теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение. [c.19] Интенсивность теплообмена соприкосновением в наибольшей степени зависит от физических свойств среды (жидкости) и характера ее движения. Кроме того, процесс теплообмена может сопровождаться изменением агрегатного состояния среды. Это также оказывает существенное влияние на интенсивность процесса и сообщает ему характерные особенности. [c.20] Теплообмен излучением приниципально отличен по своему механизму от других форм теплообмена, и ему отвечают совершенно иные закономерности. [c.20] Коэффициент пропорциональности а в уравнении (12), связывающий температурный напор с удельным потоком тепла, известен под названием коэффициента теплообмена (теплоотдачи). Коэффициент теплообмена численно равен количеству теплоты, переданной в единицу времени единицей поверхности тела при температурном напоре, равном единице. Единица измерения коэффициента теплообмена имеет вид ккал1м ч °С. [c.20] Первоначально эта величина понималась как константа, зависящая только от физических свойств тела и среды. Однако последующий опыт со всей определенностью показал, что на коэффициент теплообмена влияют все условия взаимодействия тела и среды (температура по- вёрхности тела и окружающей среды, скорость и характер движения среды, размеры и конфигурация тела, теплофизические константы среды, состояние поверхности тела и т. п.). [c.20] Известные трудности возникают в отношении правильного выбора величины Если тело находится в практически неограниченном пространстве, то под надо понимать температуру на достаточном удалении от поверхности тела. В других более сложных случаях получает смысл некоторой средней температуры жидкости. [c.20] Задачей теории теплопроводности является изучение простран-ственно-временнбго распределения температуры в рассматриваемом теле. Естественно поэтому, что коэффициент теплообмена а, характеризующий интенсивность теплового взаимодействия поверхности тела с окружающей средой, считается заданным, известным из каких-то дополнительных соображений. [c.21] Благодаря большой формальной простоте уравнения (12) его щи-роко применяют в теплотехничеоких расчетах. При этом для выбора подходящих значений а попользуются соответствующие экспериментальные данные, реже удается использовать результаты теоретических расчетов. [c.21] При выборе коэффициента теплообмена а в уравнении (12) необходимо помнить, что общее количество теплоты q складывается из теплоты переданной соприкосновением, и теплоты ()л, переданной лучеиспусканием, т. е. [c.21] Т — абсолютные температуры, отсчитываемые по шкале Кельвина. [c.21] Вернуться к основной статье