Главная | Обратная связь

Нестационарные тепловые процессы.

 

 

 

Нестационарность теплового процесса определяется изменением теплосодержания (энтальпии) отдельных функциональных узлов РЭА и всегда связана с прогревом или охлаждением аппаратуры.

 

Плоская стенка.Пусть произошло импульсное включение тепла.

 

-время переходного процесса.

 

- энергия, запасённая в момент переходного процесса.

Площадь - определяет собой полное количество тепла, ак­кумулированное узлом РЭА, которое идёт наувеличение его теплосодержания. По мере прогрева тела количество воспринимаемого тепла увеличивается, достигает максимума, а затем уменьшается. Аналогично проте­кает процесс охлаждения аппаратуры. Таким образом, нестационарный тестовой про­цесс всегда связан с изменением теплосодержания РЭА и им обусловлен.

Скорость изменения теплосодержании прямо пропорциональна коэф­фициенту температуропроводности; и обратно пропорци­ональна его аккумулирующей способности. Следовательно, скорость нагре­вания или охлаждения при нестационарном режиме определяется значени­ем коэффициента температуропроводности а .

Расчётные методы.

· Решение дифференциального уравнения теплопроводности.

· Метод электротепловой аналогии.

· Основан на рассмотрении физических закономерностей нестационар­ного процесса.

Показано, что процесс нагревания или охлаждения PЭA можно разде­лить на две стадии :

1. начало процесса, характерной особенностьюкоторого является рас­пространение в пространстве и захват новых областей температу­ры. Приэтом поле температур зависит в значительной степени от начального состояния, носящего, в большинстве случаев случайный характер - режим неупорядоченного процесса;

2. с течением времени влияние начального состояния ослабляется и наконец, совершенно перестаёт сказываться - режим упорядоченно­го процесса или регулярный тепловой режим.

Обычно

Для второй стадии процесса существует следующая зависимость:

A - коэффициент пропорциональности, который не зависит от времени,

m - положительная константа, одинаковая для всех точек тела - темп охлаждения. Она не зависит от начального температурного поля.

I - режим неупорядоченного процесса II - режим упорядоченного процесса

 

Найдем

Описанный характер изменения температуры и количества переданно­го тепла справедливы при нестандартном тепловом процессе только для твёрдых тел.

Коэффициент теплопередачи

 

- ширина пограничного слоя ПС.

Теплопроводности сопутствуют другие способы передачи тепла, наибо­лее распространённым из которых является конвекция.

Температурный градиент заметен в сравнительно тонком слое у по­верхности стенки. Можно предположить:

1. тонкий ПС связан со стенкой, в то время как за его пределами температурный градиент не наблюдается в результате хаотическо­го перемещения частиц среды;

2. в ПС передача тепла осуществляется за счёт теплопроводности.

Для стационарного режима уравнение теплообмена ПС имеет вид:

где - уравнение конвекции ( уравнение Ньютона - Рихмана)

 

к- коэффициент теплопроводности.

При

Это принцип определяющего коэффициента.

1. - необходимо увеличить меньший коэффициент

2. , тогда интенсифицировать процесс можно увеличением любого из коэффициентов.