Температурное поле и температурный градиент

Температурное поле и температурный градиент [c.271]

Основным вопросом теории теплопередачи вообще и теплопроводности в частности является исследование связи между распределением температур в рассматривае.мой системе тел и возникающими в ней тепловыми потоками. Установим связанные с этим понятия температурного поля и температурного градиента. [c.152]

Процесс теплопроводности неразрывно связан с распределением температуры внутри тела. Поэтому при его изучении прежде всего необходимо установить понятия температурного поля и градиента температуры. [c.8]

С помощью выведенных формул была подсчитана контактная температура, найдены температурные поля и градиенты температуры при ударе. Результаты сравнения расчетных данных с экспериментальными приведены в подразд. 28. [c.127]

Циклический характер теплового режима эксплуатации изделий, чередование переходных и стационарных этапов вызывают возникновение в элементах конструкций нестационарных температурных полей со значительными градиентами температур. Например, для лопаток соплового аппарата судовой газовой турбины при максимальных температурах нагрева до 950° С [c.6]

Резкое однократное изменение температуры, которое приводит к возникновению температурного поля с большим градиентом температур и значительных динамических напряжений, обусловливающих большие пластические деформации высокопластичных материалов и хрупкое разрушение малопластичных (термический удар). [c.25]

Теплота может подводиться к жидкости данного объема также извне, т. е. от окружающей жидкости. Обозначим Q, вектор потока теплоты через единицу площади в единицу времени. Тогда скорость передачи теплоты через элемент поверхности из объема наружу равна Q n ds (/г,- — внешняя единичная нормаль к поверхности). Передача теплоты через поверхность происходит вследствие теплопроводности жидкости, и тогда вектор Ql можно выразить через градиент температурного поля и коэффициент теплопроводности X [c.20]

В следующем параграфе будет показано, что рассмотрение свободных электронов приводит к теплоемкости, пропорциональной температуре и скорости, не зависящей от температуры, так что в предположении равенства релаксационных времен отношение х/аГ также будет постоянным, однако числовой коэффициент станет равным п /3 вместо 3/2. Предположение о равенстве релаксационных времен означает, что неравновесные распределения, создаваемые электрическим полем и температурным градиентом, релаксируют к равновесному состоянию с одинаковыми скоростями. Это предположение, однако, справедливо лишь при определенных условиях, которые обсуждаются в 4 настоящей главы. [c.173]

Характерным представителем многокомпонентной природной среды служит верхняя атмосфера планеты, отличительной особенностью которой является непосредственное воздействие радиационных факторов при одновременных разнообразных химических превращениях в сочетании с процессами тепло- и массопереноса. Под воздействием интенсивного солнечного электромагнитного излучения происходят разнообразные фотохимические процессы - фотоионизация, фотодиссоциация, возбуждение внутренних степеней свободы (в том числе возбуждение электронных уровней) атомов и молекул. Эти процессы сопровождаются обратными реакциями ассоциации атомов в молекулы, рекомбинации ионов, спонтанного излучения фотонов и ударной дезактивации. Свойства газа формируются в гравитационном и электромагнитном полях при этом важную роль играют процессы молекулярной и турбулентной диффузии и теплопередачи (в том числе и излучением) при различной степени эффективности коэффициентов молекулярного и турбулентного обмена на разных высотных уровнях. Возникающие температурные, концентрационные и барические градиенты приводят к развитию разномасштабных гидродинамических движений, характер которых до основания термосферы сохраняется турбулентным. Определенное воздействие на состав, динамику и энергетику верхней атмосферы оказывает также солнечное корпускулярное излучение и некоторые дополнительные источники энергии (такие как приливные колебания, вязкая диссипация энергии магнитогидродинамических и внутренних гравитационных волн и др.). [c.68]

Процесс теплопроводности существенно зависит от распределения температуры внутри тела, поэтому для изучения теплопроводности большую важность представляют понятия температурного поля и градиента температуры. [c.16]

Рассмотрим классическую модель металла жесткая ионная решетка, погруженная в газ свободных электронов, который, в свою очередь, может двигаться под действием магнитных, электрических полей и температурных градиентов. При разности температуры в проводнике электроны диффундируют от горячего конца к холодному (термодиффузия. электронов, процесс теплопроводности), передавая ионной решетке часть своей кинетической энергии. Избыток электронов, возникший на холодном конце проводника,. приводит к градиенту электрического потенциала. Отрицательный заряд на холодном конце нарастает до момента достижения динамического равновесия между числом электронов с большой энергией, диффундирующих от горячего конца к холодному под действием градиента температуры УГ, и числом электронов, перемещающихся от холодного конца к горячему под действием градиента потенциала электрического поля Уф. Этот градиент потенциала существует, пока есть градиент температуры, и называется термоэлектрической ЭДС. Отсюда следует, что термо-ЭДС не может возникнуть без температурного градиента. [c.643]

Однако измерение спектрального коэффициента поглощения необходимо не только для расчета температурных полей и исключения лучистой составляющей величин X и а. Зная можно определить расчетным путем степень черноты полупрозрачных материалов. Для получения аналитических соотношений было решено уравнение переноса излучения с уче том отражения от границ и поляризации. В данном случае степень черноты зависит не только от свойств материала, но и от геометрии образца и температурных градиентов в нем [5] для того чтобы характеризовать вещество, а не конкретную излучающую систему, расчеты проводились для изотермического слоя. В этом случае для спектральной направленной степени черноты находим [c.100]

Из сказанного следует, что самой главной частью физики твердого тела, изучающей электрон-фононное взаимодействие, должно быть поведение твердого тела во внешних полях, т. е. явления переноса в твердых телах. Наряду с электрическими полями, внешними полями могут быть добавочное магнитное поле и температурный градиент. Электроны, движущиеся за счет внешних сил, несут с собой заряд и энергию. Нашей целью, следовательно, является вычисление электрического тока и потока энергии. [c.207]

Далее, уравнения (58.2) показывают, что первичное поле может привести к появлению градиента температуры в направлении у, а также, что вторичные электрические поля и температурные градиенты могут появляться и за счет первичных градиентов температуры. Эти появления потенциалов и градиентов температур перпендикулярно к направлению тока и магнитного поля объединяют и называют (гальваномагнитными и термомагнитными) поперечными эффектами (в поперечном магнитном поле). Обратное действие этих поперечных эффектов на первичные градиенты вызывает продольные эффекты (в поперечном магнитном поле). [c.227]

Мы уже отмечали выше, что метод итерации, который привел к выражению (60.7), ограничен случаем, когда внешней силой является только электрическое поле. Если, наряду с электрическим полем, появляются другие внешние силы, то при низких температурах, т. е. в случае, когда из (60.5) нельзя определить время релаксации, надо использовать вариационный метод, рассмотренный в 54. Мы здесь приведем ход решения для случая электрического поля и температурного градиента, когда оба направлены по оси X. [c.236]

Вектор, выражающий направление наибольшей скорости изменения температуры в данной точке температурного поля и величину этой скорости, называют градиентом температуры [c.317]

Горячая штамповка является циклическим процессом. Продолжительность термического цикла штамповки (ТЦШ) не постоянна и меняется как в зависимости от типоразмера днищ, так и в пределах партии штампуемых днищ одного типоразмера. Операции ТЦШ приведены на рис. 3.10. Температурное поле (абсолютная величина температуры и ее градиент) влияет также на характер, особенности ТЦШ и качество отштампованных днищ. Оно в произвольной точке системы в определенный момент времени характеризует зна- [c.38]

При исследовании термопарой температурного градиента в печи всегда затруднительно ответить на вопросы о причине изменения показаний температуры после перемещения термопары. Этой причиной могут быть как неоднородное температурное поле в печи, так и неоднородность электродов самой термопары. К счастью, обычно удается найти верхнюю границу влияния неоднородностей. Если наблюдаемые изменения э.д.с. в зависимости от положения термопары явно больше, чем эта граница, то можно быть уверенным в наличии неоднородного температурного поля в печи. В противном случае определенного заключения об источнике изменений э.д.с. и форме температурного поля в печи сделать нельзя. [c.270]

Завершая рассмотрение вопросов градуировки, вновь отметим важность проблемы неоднородности термопар. Измеряемая э. д. с. термопары возникает в той ее части, которая находится в области температурного градиента. Неоднородности материала термопар приводят к тому, что измеренная э.д. с. оказывается зависящей не только от разности температур между спаями, но и от расположения неоднородностей в температурном поле. Практически это означает, что градуировка термопары точна лишь для той печи или ванны, где она выполнялась, и даже только для момента исходной градуировки. При извлечении термопары из печи часто возникает достаточное число вакансий в решетке для заметного сдвига градуировки. Окисление или фазовые превращения (например, в термопаре типа К) также приводят к неравномерным изменениям свойств, зависящим от температурного градиента градуировочной печи [8]. [c.303]

Если в каждой точке пространства определено значение некоторой физической величины, то говорят, что имеется поле этой величины. Может, например, существовать температурное поле, поле плотностей, концентраций. Это примеры скалярных полей. Здесь будут рассматриваться векторные силовые поля. В каждой точке пространства при этом определен вектор силы, действующей на соответствующий заряд и зависящий в общем случае от положения точки относительно источника поля. Речь пойдет о неизменных во времени (стационарных) внешних силовых полях, когда источник поля располагается вне системы и наличие системы не влияет на величину поля. Силовое поле называют потенциальным, если сила в каждой точке пространства может быть выражена через градиент некоторой скалярной функции координат — потенциала поля. Так, гравитационное поле Земли имеет потенциал [c.153]

Вычислив температурное поле в узлах расчетной сетки, далее можно определить температурные градиенты и плотности теплового потока [c.282]

Нагнетательные скважины для термического воздействия на пласт, а также эксплуатационные скважины представляют собой многоколонные конструкции, состоящие из сочетания последовательно расположенных слоев металла, жидкости или газа, цементного камня и горной породы. Для определения прочностных показателей элементов ствола скважины необходимо знать их температурное поле, особенно нестационарное температурное поле в первые моменты ведения процесса, так как в эти моменты температурный градиент достигает наибольшего значения и, следовательно, наибольшие напряжения в элементах скважины. [c.269]

Уточненный анализ напряженных, деформированных состояний должен основьшаться и на соответствующем анализе распределения температурных полей и их градиентов в этих зонах. [c.217]

Испытуемый диск 1 помещают в рабочую камеру 5. При циклическом нагреве подводится и отводится тепло только через обод торцовые поверхности изолированы асбоцементными плитами 2. Этим создается регулируемое температурное поле и температурные градиенты по радиусу диска, определяющие нестационарные термические напряжения. Диск нагревается от кольцевого индуктора 3, питаемого от высокочастотного генератора 4, а охлаждается воздухом, полавае-мым вентилятором 7, который связан с двигателем 6. В целях получения равномерного по окружности температурного поля в процессе циклического нагрева диску сообщается периодическое угловое колебательное движение. [c.161]

Будем рассматривать металл как жесткую решетку атомов, между которыми газ свободных электронов может двигаться под действием электрических и магнитных полей и температурных градиентов. При наличии перепада температуры в проводнике электроны диффундируют от горячего конца к холодному, передавая решетке часть своей кинетической энергии. Это — процесс теплоИроводности. Избыток электронов, возникший [c.267]

Поддержание и восстановление температурных полей. Возникшее во время остановки и простоя рассогласование температурных полей и относительных удлинений в элементах статора и ротора турбины должно быть восстановлено в кратчайший срок. Для этого в начале прогрева температура пара должна настолько превосходить температуры нагреваемых им элементов турбины ( на 50 К), чтобы сразу создать максимально допустимый градиент температур внутри деталей. Этот градиент, в основном, завнсит от материала и толщины стенки. [c.51]

Для получения уравнений, описывающих температурные поля и напряжения в деформируемом теле, в дальнейшем рассматриваются малые перемещения и градиенты перемещений. В этом случае вектор перемещения и с компонентами Н рассматривается как некоторое векторное поле, тензор деформаций с компонентами Еу - как тензорное поле, определенные в действительном векторном пространстве [75]. Компоненты тензора деформаций выражаются через компоненты вектора перемещений соотношениями Коши .у=(ди1/дХу+диудх,)/1 (здесь и далее /, / = 1, 2, 3, а также везде в формулах подразумевается суммирование по повторяющимся латинским индексам). Тогда из уравнения неразрывности (закона сохранения массы) [19] [c.182]

На начальном этапе исследования поведения элементов конструкций в условиях действия высокоинтенсивных термомеханических натру-зок целесообразно проанализировать влияние основных параметров нагружения и свойств материала конструкции на распределение температуры и напряжений. При этом возможно использование простейшей расчетт ой схемы - упругого изотропического и однородного полупространства с заданными внешними нагрузками. Наибольшие градиенты температуры и напряжения возникают в поверхностном слое конструкции в первые моменты времени после нагружения, тогда же наиболее сильно проявляется влияние инерционных членов уравнении движения и конечности скорости распространения теплоты на температурные поля и напряжения. [c.188]

Риццо и Шиппи [7, 8, 24] рассмотрели случай объемных сил, являющихся градиентами скалярного потенциала, и разработали представление ПМГЭ, учитывающее комбинированное действие температурного поля и механических объемных сил. [c.169]

Идея МКЭ и алгоритм решения задачи о напряженно-деформированном состоянии с помощью МКЭ демонстрируются в гл. 1 на примере элементарных задач об осевой деформации стержня. Далее МКЭ излагается в гл. 2—6 применительно к задачам теплопроводности и термоупругости, причем выбор рассматриваемых в книге типов конечных элементов обусловлен конфигурацией таких подлежащих исследованию деталей тепловых двигателей, как поршни и цилиндровые втулки дизелей различного назначения. Параллельно с изложением алгоритма МКЭ демонстрируются реализующие эти алгоритмы программные модули комплекса, созданного автором и предназначенного специально для расчета деталей тепловых двигателей. Программы и программные комплексы записаны на языке Фортран, так что книга предполагает знакомство читателя с этим алгоритмическим языком. В книге большое внимание уделено вопросам рационального использования всех ресурсов ЭВМ и эффективной организации всего процесса вычислений при решении больших по размеру прикладных задач приводятся программы вычисления матриц жесткости, инвариантные к виду конечного элемента. В 1л. 7—8 приводится компактная схема организации формирования глобальной матрицы системы уравнений МКЭ, подробно излагаются приемы организации исходных данных, опыт реализации с использованием периферийной памяти схем метода Холецкого и метода сопряженных градиентов для решения больших систем уравнений МКЭ, С помощью разработанных программных комплексов автором выполнены исследования температурных полей и напряженно-деформированного состояния ряда деталей тепловых двигателей. Результаты этих исследований приведены в гл. 9—10 книги. В. Н. Николаевым написан п. 5 гл. 9, гл. 10 — совместно с канд. техн. наук М. В. Се-менченко. [c.4]

Ре сл = 4 000 с учетом влияния гсл/ ст- Такое влияние симплекса LjDt на теплообмен следует объяснить процессом тепловой стабилизации движущегося слоя. Вследствие сравнительно низкой эффективной теплопроводности сыпучей среды вначале все падение температуры происходит в пристенной зоне. Повтому снижение температурного напора происходит медленнее, чем температурного градиента асл заметно падает по ходу слоя. Этот процесс протекает до момента стабилизации температурного поля, граница которого пока не установлена, хотя диапазон исследованных L/D = 42,5- 276. Подчеркнем, что длина участка тепловой стабилизации всегда значительно превышает длину участка стабилизации скорости слоя ( 9-6). Это должно свидетельствовать о существенной неэквивалентности температурных и скоростных полей в движущемся слое. [c.340]

Рассмотрим, например, расчет пластины, работающей в глубоком вакууме (74]. На рис. 5-1 показана математическая модель пластины с покрытием. При анализе теплопередачи будем считать температурное поле в сечении равномерным и одномерным, что при малом отношении толн ины к длине дает достаточно точные результаты. В случае одномерности предполагается, что температурный градиент покрытия в направлении х является очень малым по сравнению с температурным градиентом покрытия, нормальным к поверхности. Следовательно, в покрытии рассматривается только составляющая теплового потока от пластины к окружающей среде и все тепло в направлении х проходит по металлу подложки. Введем следующие предположения передача тепла окружающей среде происходит только излучением среда имеет температуру, равную 0 К радиационная поверх- [c.111]

У1 - вектор скорости фильтрации в данной точке пористой среды определяется свойствами жидкости и пористой среды и градиентом давления - задача о нахождении температурного поля пласта и окружающих горных пота ъа -деляется и может решаться огде.дьно. [c.6]

При рассматриваемых условиях теплота может распространяться только вдоль оси X, и температурное поле будет одном<фным. Температурные градиенты вдоль остальных осей координат равны нулю, следовательно, [c.273]

Рис. 1.1. Расположение градиента температуры и вектора теплового потока относительно изотермы (2=Соп51 температурного поля

Расчет по графическому методу при С = 64 и 5 = 10 (рис. 6.5, а) дает значение Q = 56 800 Вт расчет через температурные градиенты по вышеприведенным формулам (температурное поле, необходимое для расчета (grad I Д и определенное численно с шагом Л/16, представлено на рис. 6.6) дает значение Q = 54 ООО Вт, т. е. результаты практически совпадают. [c.91]

Для отдельных точек тела, а в общем случае и для различных точек одной и той же изотермической поверхности температурный градиент различен не только по направлению, но и по размеру. Градиент тем больше, чем гуще расположены изотермы. Совокупность значений температурных градиентов в различных точках температурного поля образует векторное поле температурных градиентов. Температурное поле полностью определяет поле градиентов, так как направление последних должно совпадать с касательными к кривым, нормальным к изотермическим поверхностям (рис. 21.2), а значения их обратно пропорциональны отрезкам между двумя смежными изотермическими поверхностями. Эти нормальные к изотермам кривые носят название линий теплового тока. Вектор grad всегда направлен по касательной к линии теплового тока. [c.273]

Распределение скорости и давления в поле эечения вне пограничного слоя зависит от формы обтекаемого тела. В отличие от рассмотренной пластины на телах с криволинейным контуром продольный градиент давления <7р/с/х ф О, При этих условиях среди определяющих безразмерных комплексов появляются число Маха, температурный фактор- безразмерный продольный градиент давления (или скорости) показатель адиабаты к — Ср/с и отношения типа (2 74). [c.114]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...