 |
|
УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ ПО ТЕМЕ «НЕСТАЦИОНАРНАЯ
НЕСТАЦИОНАРНАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
Варианты заданий
| № | Объект | Материал |  ,
мм
|  ,
Вт/(м2×°С)
|  ,
°С
|  ,
°С
|  ,
с
|
| Стенка | ПВХ | 3800 | |||||
| Стенка | Fe | ||||||
| Стенка | ПЭ | ||||||
| Стенка | Cu | ||||||
| Стенка | Резина | ||||||
| Стенка | Al | ||||||
| Цилиндр | ПВХ | ||||||
| Цилиндр | Fe | ||||||
| Цилиндр | ПЭ | ||||||
| Цилиндр | Cu | ||||||
| Цилиндр | Резина | ||||||
| Цилиндр | Al | ||||||
| Шар | ПВХ | ||||||
| Шар | Fe | ||||||
| Шар | ПЭ | ||||||
| Шар | Cu | ||||||
| Шар | Резина | ||||||
| Шар | Al | ||||||
| Стенка | ПВХ | ||||||
| Стенка | Fe |
* Для плоской стенки задана ее толщина, равная 
; для цилиндра и шара задан радиус 
.
Задание
1. Решить задачу аналитически, по формулам (1.3), (1.6) или (1.9) в соответствии с заданием. Корни характеристического уравнения ((1.4), (1.7) или (1.10)) определяются по табличным данным из Приложения.
2. Определить время, начиная с которого процесс охлаждения переходит в стадию регулярного режима. Вычислить темп охлаждения для регулярного режима тремя способами.
Содержание отчета
1. Теоретическое описание процесса.
1.1. Постановка задачи.
1.2. Привести расчетные формулы по каждому пункту задания.
2. Результаты расчетов.
2.1 Построение зависимостей температуры по сечению в моменты времени: t=0; t=tк/10 ;t=tк/2; t=tк.
2.2 Построить кривые охлаждения для точек на оси и поверхности 
и 
. Определить момент времени, начиная с которого процесс охлаждения можно рассматривать как регулярный режим охлаждения (по числу Фурье). Отметить данный момент времени на графике с кривыми охлаждения.
2.3 Определить темп охлаждения тремя способами.
2.4 Привести расчетные программы.
3. Выводы по работе.
2. КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
Варианты заданий
| № |  ,
мм
|  ,
м
|  ,
°С
|  ,
°С
|  ,
град
|  ,
град
| Воздух | Вода | ||||
 ,
м/с
|  ,
м/с
|  ,
°С
| 
| ,
м/с
| ,
м/с
| |||||||
| 0,2 | 0,5 | |||||||||||
| 0,2 | 1,0 | |||||||||||
| 0,2 | 1,5 | |||||||||||
| 0,3 | 0,5 | |||||||||||
| 0,3 | 1,0 | |||||||||||
| 0,3 | 1,5 | |||||||||||
| 0,4 | 0,5 | |||||||||||
| 0,4 | 1,0 | |||||||||||
| 0,4 | 1,5 | |||||||||||
| 0,5 | 0,5 | |||||||||||
| 0,5 | 1,0 | |||||||||||
| 0,5 | 1,5 | |||||||||||
| 0,2 | 0,5 | |||||||||||
| 0,2 | 1,0 | |||||||||||
| 0,2 | 1,5 | |||||||||||
| 0,3 | 0,5 | |||||||||||
| 0,3 | 1,0 | |||||||||||
| 0,3 | 1,5 | |||||||||||
| 0,4 | 0,5 | |||||||||||
| 0,4 | 1,0 |
Задание
1. Определить число Nu, коэффициент теплоотдачи и плотность теплового потока: при свободной конвекции в воде и воздухе; при вынужденной конвекции в воде и воздухе; и плотность теплового потока за счет теплового излучения тела.
2. Для тела, помещенного в воздушную среду построить зависимость плотности теплового потока от температуры при свободной конвекции, вынужденной конвекции и тепловом излучении. Нижняя граница температурного интервала определяется по величине , указанной в таблице задания, верхняя граница определяется по результату 
. Все три кривые поострить на одних осях.
3. Построить изменение коэффициента теплоотдачи от скорости потока воздуха и воды. Нижняя граница скоростного интервала определяется по величине , указанной в таблице задания, верхняя граница определяется по результату 
.
4. Построить изменение коэффициента теплоотдачи от изменения угла атаки потока воды и воздуха. Нижняя граница скоростного интервала определяется по результату 
, верхняя граница равна 
.
Содержание отчета
1. Задание.
2. Привести расчетные формулы с подстановкой данных и результаты вычислений.
3. Построить все зависимости указанные в задании и результаты по каждой зависимости свести в таблицы.
4. Выводы по работе.
УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ ПО ТЕМЕ «НЕСТАЦИОНАРНАЯ
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ»
Описание процесса теплопроводности включает в себя дифференциальное уравнение и условие однозначности.
Дифференциальное уравнение теплопроводности имеет вид:
, (1.1)
где t – температура, °С; t - время, с; 
– коэффициент температуропроводности, м2/с; l - коэффициент теплопроводности, Вт/(м×°С); с - удельная теплоемкость, Дж/(кг×°С); r - плотность вещества, кг/м3; qv – мощность внутреннего источника теплоты, Вт/м3.
Условия однозначности включают в себя: физические условия; геометрические условия; начальные условия; граничные условия.
Дифференциальное уравнение теплопроводности с условиями однозначности дают законченную математическую формулировку рассматриваемой задачи. Решение ее заключается в отыскании температурного поля тела в любой момент времени.