Основные представления о методах решения задач теплопроводности при нестационарном режиме. Теплопроводность тонкой пластины, длинного цилиндра, шара и полуограниченного тела при граничных условиях третьего рода. Анализ решений. Частные случаи.
Нагревание (охлаждение) параллелепипеда и цилиндра конечной длины. Определение количества теплоты, отдаваемого или воспринимаемого телом в процессе нестационарной теплопроводности. Регулярный тепловой режим нагревания (охлаждения) тел.
Литература: [1,гл.3§3.1-3.10]
Методические указания.
При выводе расчетных формул следует особо отметить момент появления безразмерных комплексов, названных критериями Фурье и Био. (Более подробно понятие о критериях подобия рассматривается в теме 5).
Слушатель должен уметь пользоваться графиками зависимости между критериями Фурье, Био и безразмерной температурой.
При изучении способа определения количества теплоты, выделяемой (поглощаемой) телом в процессе нестационарной теплопроводности, усвойте понятие о средней безразмерной температуре тела, научитесь ее определять и использовать для расчета количества теплоты.
|
|
Вопросы для самопроверки.
3.1. Достаточно ли знать условия однозначности, чтобы описать процесс изменения температурного поля? (Да, нет).
3.2. Достаточно ли знать дифференциальное уравнение теплопроводности, чтобы определить температурное поле в твердом теле (в любой точке и в любой момент времени)? (Да, нет).
3.3. Одинаковы ли единицы коэффициентов температуропроводности и теплопроводности? (Да, нет).
3.4. Всегда ли начальные условия выражаются в виде ? (Да, нет).
3.5. Возможно ли осуществление граничных условий первого рода на поверхности шара? (Да, нет).
3.6. Зависит ли от характера граничных условий вид формулы, полученный после решения дифференциального уравнения теплопроводности и описывающей температурное поле? (Да, нет).
3.7. Верно ли, что безразмерная координата X становится равной нулю в центре пластины толщиной ? (Да, нет).
3.8. Включен ли в число Био коэффициент теплопроводности жидкой среды (окружающей жидкости)? (Да, нет).
3.9. Одинаково ли написание линейных единиц, входящих в состав числа Фурье для пластины и для цилиндра? (Да, нет).
3.10. Может ли безразмерная температура увеличиваться в режиме нагревания или в режиме охлаждения? (Да, нет).
3.11. Можно ли по типовым диаграммам вида для цилиндра определить безразмерную температуру в любой точке неограниченного пространства? (Да, нет).
3.12. Достаточно ли одной из диаграмм вида для пластины, чтобы определить разность безразмерных температур между серединой и поверхностью неограниченной пластины? (Да, нет).
3.13. Имеется ли в составе Фурье сомножитель, входящий также и в число Био? (Да, нет).