Стационарная теплопроводность в стенке длинной трубы

СТАЦИОНАРНАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ В СТЕНКЕ ДЛИННОЙ ТРУБЫ [c.209]

Граничные условия первого рода. Рассмотрим стационарное поле температуры в стенке длинной трубы из изотропного материала с переменным коэффициентом теплопроводности. На поверхностях этой трубы поддерживаются температуры и 2 < tF (рис. 3.8). В стенке ее действуют внутренние источники тепла мощностью ду>0. В этих условиях уравнение Фурье принимает следующий вид [c.209]

Рассмотрим стационарный процесс теплопроводности через однородную цилиндрическую стенку (трубу) длиной I с внутренним радиусом Г] и наружным Г2 (рис. 13.3). Теплопроводность материала стенки Л — величина постоянная. На поверхности стенки заданы постоянные температуры и t 2 [c.292]

Использование метода диффузии от системы линейных источников тепла для определения коэффициента /), при нестационарном протекании процесса имеет свои особенности. Это связано, прежде всего, с необходимостью рассматривать в общем случае задачу в сопряженной постановке, так как процессы теплопереноса в теплоносителе и в стенках труб взаимосвязаны, а условия на границе с теплоносителем неизвестны. При использовании модели течения гомогенизированной среды удается избежать необходимости определения полей температур в стенках труб и заранее задать граничные условия, используя понятие коэффициента теплоотдачи, зависящего от граничных условий. При этом тепловая инерция витых труб. учитывается введением в систему уравнений, описывающих нестационарный тепломассоперенос в пучке, уравнения теплопроводности для твердой фазы, а изменение температуры труб во времени и пространстве идентично изменению температуры твердой фазы гомогенизированной среды. Система уравнений (1.36). .. (1.40), приведенная в гл. 1, позволяет рассчитать поля температур теплоносителя и стенки труб (твердой фазы), зависящие от продольной и радиальной координат в различные моменты времени, т.е. решить двумерную нестационарную задачу. В гл. 5 будет рассмотрена система уравнений и метод ее расчета, которые позволяют решить задачу и при асимметричной неравномерности теплоподвода. Однако, как показали проведенные исследования стационарных трехмерной и осесимметричной задач, коэффициент В,, определенный для этих случаев течения, остается неизменным при прочих равных условиях. Поэтому при экспериментальном исследовании нестационарного тепломассопереноса в пучках витых труб целесообразно ограничиться рассмотрением только осесимметричной задачи. Такая задача решена впервые, поскольку все предыдущие исследования ограничивались использованием одномерного способа описания процессов нестационарного теплообмена в каналах, когда рассматривается течение с постоянной по сечению канала скоростью и температурой, которые изменяются только по длине канала. При этом температура стенки определяется из уравнения Ньютона для теплового потока по экспериментальным значениям коэффициента теплоотдачи [24, 26]. [c.57]

В работе Спэрроу и Зигеля [155] рассмотрен нестационарный турбулентный теплообмен в трубе при постоянном расходе и ступенчатом изменении температуры стенки во времени. В начальный момент времени температуры потока и стенкн равны и тепловой поток равен нулю. Уравнение энергии (4.1) решено интегральным методом. Расход жидкости и температура жидкости на входе приняты постоянными. Температура стенки изменялась во времени, но не менялась по длине канала. Безразмерный профиль скорости и коэффициент турбулентной температуропроводности приняты по известным данным для стационарного течения. Решение уравнения (4.1) должно удовлетворять уравнению чистой теплопроводности в начальный момент, так как в начале процесса теплообмен определяется чистой теплопроводностью, и для больших периодов времени должно удовлетворять стационарному решению. [c.86]

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]

Мощность теплового потока, передаваемого от горячей жидкости к холодной через цилиндрическую стенку, находят по той же методике, что и для плоской стенки. Пусть внутри трубы, диаметр которой достаточно мал по сравнению с ее длиной (это позволяет пренебречь потерями теплоты через торцы стенки), протекает горячая Жидкость с постоянной температурой ж- Снаружи трубы находится холодная среда, температура которой также неизменна и равна Стенка трубы однородна, ее теплопроводность равна К, внутренний диаметр 1, наружный 2- Суммарные коэффициенты теплоотдачи соответственно равны 1 и 2- Неизвестные температуры на внутренней поверхности стенки обозначим и на наружной (рис. 16.2). В условиях стационарного режима линейная плотность теплового потока, т. е. количество теплоты, переданной от нагретой среды стенке, прошедшего через стенку и переданного от стенки к более холодной среде, будет постоянным и соответственно равным [c.277]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...