Температурное поле стенки полого цилиндра

Температурное поле стенки полого цилиндра [c.40]

По зависимости (2-24) можно определить не только температурное поле по толщине стенки, но и температурное поле по длине ее. С этой целью необходимо выбрать несколько сечений по длине цилиндра, рассчитать в них температурное поле по толщине, а затем по приведенным расчетам восстановить общую картину температурного состояния стенки цилиндра. При такой схеме значительно сокращается количество вычислений. [c.48]

Расчеты температурных полей в стенке полого цилиндра показывают, что лри (2ri/6)< 15- -20 величинами Лг/2Гг можно пренебречь, не внося при этом сколько-нибудь сушественной ошибки. Это сводит задачу определения температурного поля в цилиндре к определению температурного поля в плоской стенке. Последнее обстоятельство, как будет показано ниже, значительно упрощает и облегчает проведение тепловых расчетов. [c.49]

Сгорания симметричные граничные условия отсутствуют. Это вызвано тем, что одна из поверхностей цилиндра нагревается, а другая — охлаждается. Найдем нестационарное температурное поле в стенке полого цилиндра при несимметричных граничных условиях третьего рода, которые ближе всего соответствуют условиям работы элементов конструкции. [c.114]

Общее решение (3-55) позволяет определить температурное поле в стенке полого цилиндра, если известны температура среды внутри Гг и снаружи Гв цилиндра, коэффициенты теплоотдачи аг и ав, теплофизические характеристики материала стенки. Для определения температуры внутренней поверхности цилиндра необходимо в уравнении (3-55) положить г = гь В этом случае решение (3-55) принимает вид [c.124]

Полученные аналитические зависимости позволяют определять как температуру поверхностей полого цилиндра, так и температурное поле стенки цилиндра. [c.125]

При Г] = О уравнение (3.48) описывает температурное поле в сплошном цилиндре, внутри которого действуют внутренние источники теплоты постоянной мощности и с поверхности которого происходит теплоотдача в среду с температурой Т 2 пределение температуры в цилиндрической стенке, одна из поверхностей которой теплоизолирована, а другая поддерживается при постоянной температуре Т , также задается уравнениями (3.48) и (3.49), если считать в них а -> и =Т . [c.194]

Периодические движения различных деталей двигателей, станков и других машин и механизмов приводят, независимо от характера внешних сил, к возникновению периодически изменяющихся инерционных усилий, действующих как на сами движущиеся детали машины или механизма, так и на станины, фундаменты или конструкции, связанные с машиной. Эти инерционные усилия рассматриваются как внешние при определении внутренних усилий взаимодействия между частицами тела. Внешние силы, действующие на детали или на конструкцию в целом, также могут изменяться периодически так действует давление горючей смеси на поршень, стенки и дно цилиндра в двигателях внутреннего сгорания, сопротивление штампуемой массы на рабочие органы штамповочных машин и молотов и т. п. Колебания, приводящие к появлению периодически меняющихся напряжений, могут возникнуть вследствие взаимодействия упругого тела с окружающей средой крыло самолета, лопатка турбины, гребной винт судна, движущиеся поступательно относительно жидкой или газообразной среды, приходят при некоторых условиях в колебательное движение вследствие автоматического изменения угла атаки, инициируемого сопротивлением среды при наличии восстанавливающих упругих усилий колеблющегося тела. К такому типу движений, входящих в класс так называемых автоколебаний, относятся и колебания мостов, мачт, градирен, проводов в воздушном потоке. Периодически изменяющиеся напряжения в телах могут возникнуть также при периодическом изменении температурных и лучевых полей. [c.288]

Рассмотрим теплопроводность однородной цилиндрической стенки большой длины так, чтобы передачей теплоты с торцов трубы можно было пренебречь (рис. 3.6). Если внутренняя и внешняя поверхности поддерживаются при постоянных температурах и tw , то тепловой поток имеет радиальное направление, а изотермические поверхности имеют форму цилиндров. В этих условиях температурное поле t = f (г) будет одномерным. [c.278]

Искривление линии температурного поля t в цилиндрической стенке обусловлено изменением плотности теплового потока при изменении радиуса цилиндра при уменьшении радиуса плошадь поверхности, через которую проходит тепло, также уменьшается. Поэтому на малых радиусах температурная линия проходит более круто. Это правило остается в силе и при обратном направлении теплового потока (пунктир на рис. 3.6). [c.279]

В работе ([38] ч. I) исследовались температурные поля вблизи стенки обтекаемого воздушным потоком цилиндра диаметром 40 мм и длиной 360 мм при сильном вдуве. Эксперименты проводились в аэродинамической трубе со скоростью потока 70 м/с. Температура вдуваемого воздуха менялась в пределах 20—250° С. В качестве параметра интенсивности вдува принималась величина В=2(рК)вд/[с фициент трения на непроницаемой поверхности. [c.466]

Круглая цилиндрическая стенка (труба). Стенка, стационарное температурное поле которой характеризуется изотер мическими поверхностями круговых цилиндров, коаксиальных с осью трубы, состоит из п слоев внутренняя изотермическая поверхность (г ) имеет температуру внешняя (г i) — [c.489]

Приближенное решение задач теплопроводности начнем с определения температурных полей простейших тел неограниченной плоской стенки, бесконечно длинного круглого цилиндра и шара. Эти тела назы ваются также классическими. Сюда же можно отнести неограниченное тело с полостью в виде плиты, цилиндра или шара, полый цилиндр и полый шар. Характерной особенностью всех этих тел является то, что при симметричных условиях нагрева они имеют одномерные температурные поля. В результате решение задач теплопроводности крайне облегчается (именно поэтому сами тела получили название простейших). [c.31]

Вторая стадия. Как и в случае плоской стенки ( 30), во второй стадии температурное поле цилиндра описывается уравнением (118). Чтобы выразить температуру цилиндра через координату и время, составим соответствующее дифференциальное уравнение теплового баланса. [c.102]

Зависимость (2-21) является основной при определении температурного поля в стенке цилиндра методом численного интегрирования. Из выражения (2-21) сле- [c.46]

Определение температуры поверхностей цилиндра. Расчетные зависимости (2-21), (2-23) и (2-24) позволяют определять значения температуры во всех внутренних точках стенки цилиндра. При определении температурного поля в стенке необходимо уметь определять температуру не только внутренних точек, но и температуру на поверхностях цилиндра. Для определения температуры на поверхностях цилиндра используем граничные условия (2-12), (2-13), (2-16). Эти уравнения однотипны. Вывод расчетной формулы покажем на зависимости (2-12), в которой [c.49]

Порядок расчета температурного поля в стенке цилиндра следующий [c.52]

Так как под тепловым ударом обычно понимается не только резкий однократный нагрев, но и несколько (до десятка или нескольких десятков) нагревов высокой интенсивности, испытания на термостойкость при тепловом ударе могут проводиться по схеме, приведенной на рис. 8. Эта схема используется для определения термостойкости хрупких, плохо проводящих тепло материалов (керамики и т. п.) при однократном возникновении температурного перепада. Образец в форме полого цилиндра с достаточно толстой стенкой нагревают с наружной и охлаждают с внутренней поверхностей (или наоборот), доводя возникающий в стенке температурный перепад и отвечающие ему температурные напряжения до уровня, при котором образуется радиальная трещина. [c.148]

Предполагая, что втулка представляет собой полый цилиндр, у которого температура изменяется по толщине стенки симметрично относительно оси цилиндра и постоянна по длине втулки, найдем температурные напряжения сжатия на внутренней поверхности втулки [c.253]

Анализ значительно усложняется, если рассматривается задача о распространении тепла в телах сложной конфигурации. В главе ХП1 мы рассмотрим метод приближенного решения дифференциального уравнения (XI, 1) для тел произвольной конфигурации. Этот метод, основанный на использовании некоторых свойств температурных полей, позволяет замещать температурные поля тел сложной формы температурными полями тел классической формы — плоской стенки, цилиндра и шара. [c.280]

Круглая цилиндрическая стенка (труба). Стенка, стационарное температурное поле которой характеризуется изотермическими поверхностями круговых цилиндров, имеющих общую ось, состоит из п слоёв внутренняя изотермическая поверхность радиуса Г1 имеет температуру внешняя поверхность радиуса - ,,п+1 коэфициенты теплопроводности слоёв 1 ..., на участке длины Ь утечки теплоты в направлении к торцам трубы не учитываются, поле температур одномерно, — / = / (г). [c.580]

Все рассмотренные выше задачи относились к телам простейших форм — плоской стенке, цилиндру и шару. В практических расчетах часто возникает необходимость решения задачи об охлаждении или нагревании тела сложной конфигурации. Аналитическое решение такой задачи, особенно когда температурное поле зависит от всех трех координат, невозможно из-за большой сложности. В таких случаях часто используют приближенные способы решения, из которых чаще всего применяют метод конечных разностей. Сущность этого метода заключается в том, что непрерывный процесс теплообмена заменяют скачкообразным как в пространстве, так и во времени. При этом дифференциальное уравнение теплопроводности (14.6) заменяют уравнением в конечных разностях, которое,,например, при одномерном температурном поле принимает вид [c.312]

Тепловые испытания многослойных сосудов показали, что перепад температуры по толщине стенки в многослойных сосудах больше, чем в однослойных, вследствие особенностей контактного теплообмена на поверхностях соприкосновения слоев [20]. В результате экспериментальных исследований была установлена нелинейная зависимость контактных температурных сопротивлений в многослойном пакете от контактного давления [21]. На основе полученных зависимостей разработаны методы расчета теплового поля и температурных напряжений в многослойном цилиндре [22, 23] и в зоне кольцевого шва [24]. Описано качественно новое явление — зависимость поля температур от напряженного состояния многослойной стенки и, в частности, перепада температуры по толщине стенки от внутреннего давления (рис. 3). С учетом контактной теплопроводности решена также задача нахождения нестационарного темнератур-ного поля при внутреннем и наружном обогреве [251. Теоретические расчеты проверялись экспериментами на малых моделях [26], в том числе тепловыми испытаниями в специальном защитном кожухе. В настоящее время институт располагает защитным сосудом объемом 8 м , рассчитанным на пневматическое разрушение в нем экспериментальных сосудов. [c.264]

Основным элементом опытной установки является вертикальный бронзовый цилиндр с толстыми стенками для выравнивания температурного поля. По оси цилиндра, имеющего диаметр 18 мм. ятягивается с помощью пружинки платиновая нить диаметром 30 жк и длиной 70 мм. Нить подвергается предварительному отжигу и служит одновременно нагревателем и термометром сопротивления. Последовательно с нитью включаются эталонное сопротивление (/ з = 10 ом), штепсельный магазин сопротивления и миллиамперметр. Питание платиновой нити осуществляется постоянным током от аккумуляторной батареи. Сила тока измеряется потенциометром ППТВ-1. Падение напряжения на рабочем участке нити и на эталонном сопротивлении также измеряется потенциометром. В бронзовый цилиндр в радиальном направлении впаиваются две медные трубочки. Одна из них ведет к манометру и продувочному вентилю, а другая к резервуару с углекислотой. Жидкая углекислота из баллона пропускается через селикагелевый фильтр и запирается в системе, состоящей из внутреннего рабочего о бъема цилиндра и небольшого баллончика емкостью 0,5 л. Баллончик помещается в масляный термостат, который служит для создания необходимого давления опыта. Для этого изменяется только температура термостата. Давление измеряется образцовым манометром. [c.209]

Жукова В.Н. Температурное поле и напряжения в стенке составного цилиндра. Исследования по механике деформируемых сред. Иркутск ИркутскНИИхим-маш, 1976. С. 105-113. [c.58]

Измерение температурных полей гильзы цилиндра и поршня при работе двигателя. Исследование температурного поля в теле гильзы цилиндра на работающем двигателе проведено путем измерения термоэлектрическим методом температуры в различных точках всех четырех гильз двигателя. Для этого было использовано 198 медноконстантановых термопар, покрытых теплостойким лаком БС-3. Горячие спаи и провода термопар фиксировали на исследуемых гильзах в зависимости от конструктивных условий. В одних случаях горячий спай прижимали к гильзе длинной двухканальной фарфоровой трубкой, выходившей наружу через стенку блока цилиндров, в которых она уплотнялась резиновой пробкой и накидной гайкой. В других случаях горячий спай поджимали короткой фарфоровой трубкой, а провода укладывали в канавки, профрезерованные вдоль образующей наружной поверхности гильзы, и закрепляли в них теплостойкой замазкой, состоящей из 4 частей отожженного порошкообразного асбеста, 1 части талька и жидкого стекла. Горячие спаи термопар для измерения температуры на внутренней поверхности гильзы были расположены на расстоянии 0,5— [c.370]

При данной конфигурации области процесс термомагнитной конвекции естественно рассматривать в цилиндрической системе координат, совместив ось z с осью цилиндров. Введем безразмерные переменные, ныбрав характерным размером толщину зазора —rl, характерными градиентами магнитного поля и температуры — соответственно G=[H(r )—Я(гг)]/с =//2яг1г2 и 7 = = (7]—To)ld. На стенке внешнего цилиндра, соответствующей безразмерному радиусу г= 1/(1—rilr ), значение безразмерной температуры удобно взять 7 = 0 тогда на противолежащей стенке г=1/(1—г,/г2) — 1 получим 7=1. Симметрия формы стенок, температурных условий на них и структуры магнитного поля таковы, что при невесомости (Gr = 0) двумерной математической моделью может служить как система уравнений (1.24) (плоская задача), так и система уравнений (1.26) (осесимметричная задача). В плоской задаче решение предполагается не зависящим от координаты z, в осесимметричной — от полярного угла ф. [c.146]

Предлагаемая модель многокомпонентного вихревого струйного течения отличается от базовой тем, что с целью определения расходных, динамических, температурных и других параметров, а также с целью определения максимальной эффективности процессов, происходящих в таком течении, она дополнена структурой вихревого струйного течения (рис. 6.3), в которой вынужденный вихрь имеет границу в виде формы параболоида вращения. Свободный вихрь также ограничен и имеет форму цилиндра, стенки которого сужаются в направлении максимального течения газа в свободном вихре. Между свободным и вынужденным вихрями располагается пограничный слой, состоящий из газа, перетекающего из свободного вихря в вынужденный. Описанная структура сосз оит из ячеек, в каждой из которых происходит энергоразделение в центробежном поле, сопровождающееся процессами конденсации компонентов, входя1цих в исходный газ, в вынужденном вихре и испарения и свободном вихре. [c.160]

Обычно в принятых расчетных методиках корпусные детали турбин рассматриваются как составные осесимметричные оболочки переменной толщины, находящиеся в температурном поле, меняющемся вдоль оси и по радиусу оболочки. С применением таких расчетных методов был проведен анализ температурных напряжений в корпусах стопорных и регулирующих клапанов, а также ЦВД и ЦСД турбин типа К-200-130 [2]. Напряжения определялись по температурным полям, полученным термометриро-ванием корпусов при эксплуатации турбины. Полученные результаты дали общую картину термонапряженного состояния этих корпусов. Они показали, что максимальные напряжения в корпусе стопорного клапана имеют место в подфланцевой зоне, а в корпусах регулирующих клапанов — в месте их приварки к цилиндру и что наиболее термонапряженной зоной корпуса ЦВД является внутренняя поверхность стенки в зоне регулирующей ступени. Однако отсутствие учета влияния фланцев и других особенностей конструкции в этих расчетах приводит к тому, что полученные результаты не всегда, даже качественно, могут характеризовать термонапряженное состояние корпусов. В связи с этим предлагаются упрощенные методики учета влияния фланцев, в частности основанные на уравнениях для напряженного состояния при плоской деформации влияние фланца горизонтального разъема ЦВД часто оценивают по теории стержней. Для оценки кольцевых напряжений решается плоская задача при форме контура, соответствующей форме поперечного сечения. Йри этом рассматри- [c.55]

Здесь уместно подчеркнуть, что при большой интенсивности теплообмена (Bi > 1) расчет температурного поля по методу эквивалентных тел чрезвычайно сильно упрошается. Для расчета любых тел трех классов достаточно иметь только три исходных кривых охлаждения для плоской стенки, цилиндра и шара. По этим данным делением абсциссы (значений критерия Fo или времени т) каждой точки исходной кривой на критерий А можно получить целую серию кривых, отвечающих телам различной конфигурации соответствующего класса (на рис. 95 и 96 пунктиром показаны исходные кривые охлаждения центра и оси основных соответствующих классов —шара и цилиндра). [c.174]

Указанный бронзовый цилиндр с исследуемой жидкостью помещается в цилиндрический кожух, покрытый слоем тепловой изоляции. Через пространство между ними прогоняется вода от термостата ТС-15. Измерение температуры воды в термостате производится платиновым термометром сопротивления, включенным по трехточечной схеме в мост постоянного тока. Чувствительность схемы составляет 0,002° на 1 мм шкалы гальванометра. Однородность распределения температуры по высоте цилиндра проверяется с помощью термопар, заложенных в стенке, и гальванометра М-21. Термостатиро-вание жидкости в водяной рубашке осуществляется с ошибкой 0,02° однородность температурного поля по высоте — с ошибкой менее 0,005°. Ошибка в измерении давления составляет 0,03 бар. Температура рабочего объема цилиндра измеряется ртутным термометром с ценой деления шкалы 0,1. По данным измерений про- [c.209]

Обычно в принятых расчетных методиках корпусные детали турбин рассматриваются как составные осесийметричные оболочки переменной толщины, находящиеся в температурном поле, меняющемся вдоль оси и по радиусу оболочки. С применением таких расчетных методов был проведен анализ температурных напряжений в корпусах стопорных и регулирующих клапанов [1, 2], а также ЦВД и ЦСД турбин типа К-200-130 13, 4]. Напряжения, рассчитывались по температурным полям, полученным термометрированием корпусов при эксплуатации турбин. Полученные результаты дали общую картину термонапряженного состояния этих корпусов. Они показали, что максимальные напряжения в корпусе стопорного клапана имеют место в под-фланцевой зоне, а в корпусах регулирующих клапанов — в месте их приварки к цилиндру, и что наиболее термонапряженной зоной корпуса ЦВД является внутренняя поверхность стенки в зоне регулирующей ступени. Однако отсутствие учета влияния фланцев горизонтального разъема в этих расчетах приводит к тому, что полученные результаты не всегда, даже качественно, могут характеризовать термонапряженное состояние корпусов. [c.114]

Кроме компактных электродов, широко применяются самоспекаю-щиеся массы. Специальные массы, для электродов ферросплавных печей спекаются в процессе работы. Если после обжига при температуре 900° С удельное электросопротивление составляет 60— 70 ом-мм 1м, то после работы в зависимости от расстояния от рабочего участка в пределах до 1,5 м электросопротивление уменьшается до 29 ом-мм 1м при комнатной температуре [80]. Температурный ход этих кривых показывает, что только в зоне максимальной рабочей температуры имеется минимум (20 ом-мм м), соответствующий температурному интервалу 800—1000° С. Остальные кривые при исследовании до температур 1400° С дают плавное снижение величины удельного электросопротивления. Самоспекающиеся электроды для крупных ферросплавных печей достигают в диаметре 2 ж и позволяют пропускать токи до 50 тыс. а [61]. Нагреватели индукционных установок представляют собой цилиндры или тигли различных размеров, изготовленные из графита. Как правило, толщина стенки выбирается в зависимости от используемой частоты тока с тем, чтобы она была больше, чем глубина проникновения. В противном случае высокочастотное поле будет частично нагревать изделие, что затруднит достижение равномерной температуры на нем. На рис. 29 представлена индукционная печь с графитовым нагревателем, а в табл. 75 приведены данные индукционных печей с нагревателями из графита [145]. [c.100]

В предыдущем параграфе было рассмотрено решение задачи об охлаждении тел трех простейших форм — плоской стенки, цилиндра и шара. Однако практические потребности не огра-кичиваются этими простейшими случаями. Очень часто возникает необходимость решения задачи об охлаждении тела сложной конфигурации . При этом температурное поле тела за ви-сит от всех трех координат, и получить аналитическое решение становится невозможным. При сложной конфигурации тела весьма трудно также использовать большинство приближенных методоз, которые очень эффективны в более простых случаях. [c.321]

Обозначим высоту сопла равной I см, его виутренний диаметр см, наружный диаметр соплового цилиндра см, коэффициент теплопроводности материала сопла X кал/см сек °С, температуру стенок соплоеого канала °С, температуру наружной поверхности соплового цилиндра Тш, °С, температуру охлаждающей жидкости Г/, °С. Температурные поля в осевом и поперечном сечениях соплового цилиндра будем считать однородными. Обозначим коэффициент теплопередачл от стенок цилиндра к охлаждающей жидкости через а. [c.84]

Обычно тигельные методы используют для изготовления волокон из стекол с низкой температурой плавления. Тщательно очищенные и измельченные компоненты помещают в платиновый или кварцевый тигель и нагревают. При использовании для нагрева электрических печей компоненты нагреваются за счет тепловой радиации от стенок печи, при этом последние не должны содержать посторонних включений. Можно также использовать нагрев компонент токами высокой частоты. При этом металлический тигель можно нагревать бесконтактно в поле высокой частоты. Для применения кварцевого тиге-ля необходимо порошкообразные компоненты стекла предварительно подогреть и использовать более высокие частоты. В таком случае расплав будет находиться при более высокой температуре, чем тигель, и, следовательно, будет менее чувствителен к загрязнениям, попадающим в расплав от стенок тигеля. Следует отметить, что кварцевые тигли обычно не используют более одного раза, поскольку они не выдерживают циклических температурных воздействий. Традиционно стекло сердцевины получают в виде цилиндрического стержня, а стекло оболочки в виде трубки, причем цилиндр расположен внутри трубки, так что при совместном вытягивании и получается оптическое волокно. [c.93]

В монографии изложены некоторые теоретические вопросы решения задач теплопроводности при стационарном режиме плоской, угловой, цилиндрической стенки. Рассмотрен нринцин наложения температурных полей, метод итерации и релаксации температурного поля, графического изображения теплового потока и электротепловой аналогии. Приводится стационарная теплопроводность при впутреп-пем тепловыделении в пластине, цилиндре, стержне, при наличии фильтрации и нри неременном коэффициенте теплопроводности. [c.4]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...