Дененің температурасы, пішіні мен өлшемдері, оның кеңістіктегі бағыты
жүктеу/скачать 121,48 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 3.4. Конвективті жылу алмасудың дифференциалдық теңдеуі
|
Пропорционалдылық коэффициенті, α, жылу беру коэффициенті деп аталады. Ол конвективті жылу алмасудың қарқындылығын сипаттайды және бет пен орта арасындағы бір градус температура айырмашылығында жылу шығаратын беттің аудан бірлігі арқылы өтетін жылу ағынына сандық түрде тең, яғни. α = Q/F(tc-tж). Вт/(м2*К) мұндағы tс және tж-сәйкесінше дене мен орта бетінің температурасы, оС. Жылу беру коэффициенті көптеген факторларға байланысты. Оған әсер етеді: - дененің температурасы, пішіні мен өлшемдері, оның кеңістіктегі бағыты; - қоршаған ортаның температурасы, жылдамдығы және қозғалыс режимі; - ортаның физикалық қасиеттері: тұтқырлық, тығыздық, жылу сыйымдылығы, жылу- өткізгіштік, көлемдік кеңею коэффициенті және басқа да бірқатар шамалар. Жылу берудің жергілікті (белгілі бір нүкте үшін анықталған жергілікті) коэффициентін және барлық үшін жылу берудің орташа коэффициентін ажыратыңыз жылу беру беті. Жылу беру коэффициентін эксперименттік анықтау үшін- формула (30) деп аталады. 3.4. Конвективті жылу алмасудың дифференциалдық теңдеуі Сұйықтықтың қатты бет бойымен қозғалуы кезінде жылуды тасымалдау процестері туралы жоғарыда қарастырылған идеяның негізінде дененің шекарасындағы жылу беру процесін сипаттайтын теңдеу аламыз. Қатты дененің бетінде қозғалмайтын сұйықтық қабаты болғандықтан, бұл қабат үшін Фурье Заңын қолдануға болады. Оу осі бетіне перпендикуляр бағытталған деп есептесек, жазамыз: ⎛ ∂t ⎞ q=−λ⎜∂y⎟ . (31) мұндағы q-жылу ағыны. Алайда, q=α (tc-TF). Осы теңдеулерді теңестіре отырып, біз аламыз: α= λ/ tс−tж⋅⎜∂t/∂y⎟ . (32) (32) теңдеуі жылу берудің дифференциалдық теңдеуі деп аталады. Егер жылу өткізгіштіктің дифференциалдық теңдеуіне сұйықтықтың ағуына байланысты температураның кон - вективті өзгерісі ауыстырылса- ша: ∂t/∂х wx + ∂t/∂у wy + ∂t/∂z wz мұндағы wx, wy және wz — проекция жылдамдығы сұйықтықтың ординаталық осьтер, содан кейін жазуға болады: ∂t/ ∂τ + ∂t/ ∂x wx + ∂t/∂y wy + ∂t/∂z wz = a∇2t. (33) Басқаша айтқанда, егер біз зерттейтін қарапайым көлем арқылы белгілі бір температура өрісі W жылдамдығымен қозғалса, онда жылу өткізгіштіктің дифференциалдық теңдеуі осы өріске қолданылуы керек. Конвективті жылу алмасу процестерін қатаң сипаттау үшін дифференциалдық теңдеуге (32) Ньютонның екінші Заңынан туындайтын тұтқыр сұйықтық қозғалысының (Навье - Стокс) теңдеуін, сұйықтықтың тұтастығы мен үздіксіздігінің теңдеуін қосып, сұйықтық тығыздығының температураға тәуелділігін ескеру қажет.турлар. Мұндай теңдеулер жүйесі құбылыстардың үлкен класын сипаттайды-Сұйықтық пен қатты қабырға арасындағы конвективті жылу алмасу процестері. Бұл теңдеулер қарастырылып отырған мәселенің нақты ерекшеліктерін сипаттайтын бірегейлік шарттарымен толықтырылуы керек. жүктеу/скачать 121,48 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|