Регулярный режим охлаждения (нагревания) тел

Лекция №12

Тема: Нестационарный процесс теплопроводности.

План лекции

4.4. Регулярный режим охлаждения (нагревания) тел

Теорию регулярного режима разработал Г. М. Кондратьев. Процесс охлаждения тела в среде с постоянной температурой t_ж и постоянным коэффициентом теплоотдачи α можно разделить на три режима:

1) неупорядоченный — на процесс влияет начальное распределение температуры в теле;

2) регулярный — в любой точке тела относительная скорость изменения температуры, называемая темпом охлаждения (нагревания) остается постоянной и не зависит от времени;

3) стационарный — температура во всех точках тела равна температуре среды (тепловое равновесие).

В регулярном режиме темп охлаждения (нагревания), m, , определенный по двум моментам времени и , равен

, (4.19) где и —избыточные температуры в любой точке тела в моменты времени и .

Темп охлаждения т зависит от физических свойств тела, его размеров и формы, коэффициента теплоотдачи и не зависит от времени и координат.

Первая теорема Г. М. Кондратьева для регулярного режима выражается формулой

, (4.20) где F и V — площадь поверхности и объем тела; ψ — коэффициент неравномерности распределения температуры в теле, определяемый следующим образом:

, (4.21) где — модифицированная форма числа Bi; K — коэффициент формы тела, м².

Коэффициент ψ зависит от условий процесса на поверхности тела при Вi<0,1 ψ = 1 (температуры, усредненные по поверхности и объему тела, одинаковы), при Вi>100 ψ = 0 (температура поверхности тела равна температуре среды).

Вторая теорема Г. М. Кондратьева: при высокой интенсивности теплоотдачи темп охлаждения пропорционален коэффициенту температуропроводности материала тела а, м²/с:

. (4.22)

Коэффициент формы К. различных тел:

для шара радиусом

; (4.23)

для цилиндра длиной l и радиусом r₀

; (4.24)

для параллелепипеда со сторонами a, b, c

. (4.25)

Дата добавления: 2014-11-08