ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Условия однозначности из "Электрическое моделирование нестационарных процессов теплообмена " Для выделения конкретного решения уравнения энергии вводят условия однозначности. Они включают геометрические, физические, временные (начальные) и граничные условия. Совокупность временных и граничных условий называют краевыми условиями. Эти условия представляют собой частично непосредственные результаты наблюдений, частично математические формулировки гипотез, основанных на опытных данных. В общем случае построение условий однозначности представляет задачу значительной сложности. Особенно это относится к задачам горения, абляции, сублимации, к сопряженным задачам тепло- и массопереноса и т. д. [c.22] Геометрические условия заключаются в задании области существования функции, т. е. в задании формы и размеров среды, в которой протекает процесс. [c.22] Физические условия заключаются в задании физических свойств среды и их изменениях в зависимости от параметров продесса теплообмена. [c.22] Начальные условия характеризуют состояние тела в начальный момент процесса теплообмена. В связи с этим начальные условия иногда называют временными краевыми условиями. Математически начальные условия для трехмерного температурного поля записываются в виде Т (х, у, 2, 0) = Цх, у, z). [c.22] Граничные условия характеризуют особенности протекания процесса на границах тела или условия взаимодействия исследуемого тела с окружающей средой. В связи с этим граничные условия иногда называются пространственными краевыми условиями. Они могут быть заданы следующими способами. [c.23] Граничными условиями первого рода чаще всего пользуются тогда, когда из опыта получена температура поверхности тела в функции времени и координат поверхности. Определению подлежит либо температурное поле в теле, либо поток тепла через поверхность тела. [c.23] Граничные условия второго рода часто используются в случае теплообмена радиацией между телом и окружающей средой. Из закона Стефана — Больцмана следует, что плотность теплового потока собственного излучения через поверхность нагретого тела пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры поверхности тела, т. е. [c.23] Для газовых смесей основную долю в поток лучистой энергии вносят многоатомные газы и в первую очередь углекислый газ СО2 и пары воды Н2О. [c.24] При задании теплового потока через поверхность тела необходимо определить температуру поверхности и распределение температуры в теле. [c.25] Граничные условия третьего рода. Они заключаются в задании температуры окружающей среды и закона теплообмена между поверхностью тела и окружающей средой. Для установления закона теплообмена исходят из закона сохранения и превращения энергии и условия взаимодействия среды и поверхности твердого тела. [c.25] Уравнение (1-23) также представляет собой закон теплообмена между средой и поверхностью твердого тела. В отличие от уравнения (1-21) эта зависимость линейна относительно температуры. Поэтому она называется линейным граничным условием третьего рода. Из условия (1-23) следует, что для уменьшения температурного градиента и темлературы поверхности тела при прочих равных условиях необходимо при выборе материала тела отдавать предпочтение веществу с большим коэффициентом теплопроводности. [c.27] Граничные условия третьего рода чаще всего применяют в случае конвективного теплообмена. Ими очень удобно пользоваться при проектировании различных тепловых устройств. Поэтому они получили наибольшее раапространение в инженерной практике. [c.27] Тепло па границе раздела может передаваться теплопроводностью через контактные пятна, теплопроводностью, конвекцией и излучением в промежутках между пятнами. Если пренебречь лучистым теплообменом между поверхностями, разделенными газовой прослойкой, которым передается около 1—2% тепла, то в порядке приближения можно считать, что тепловая проводимость контакта jR равна сумме тепловых проводимостей контактных пятен Rk и газовой прослойки ilRr. [c.28] Полагая, что тепловой поток Qi, подводимый к контактной поверхности F первого тела, передается через пятна контакта и газовую прослойку и равен тепловому потоку Q2, подводимому к контактной поверхности второго тела, можно записать Qi=QK + Qr=Q2, где Qk — тепловой поток, проходящий через пятна контакта Qr — тепловой поток, проходящий через газовую прослойку. [c.28] Вернуться к основной статье