Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Понятие термической массивности
|
|
Рассмотрим процесс нагрева абстрактного тела.
δ
q
Проникая из окружающей среды внутрь тела тепловой поток q последовательно преодолевает два термических сопротивления: внешнее -
Re=1/α и внутреннее - Ri=δ /λ.
Где δ – прогреваемая толщина, т.е. глубина, на которую тепловой поток проникает внутрь тела. Пригреваемая толщина является теплотехнической характеристикой и зависит не только от размеров и формы тела, но и о условий внешнего теплообмена.
Несколько конкретных примеров прогреваемой толщины δ:
1.Теплотехнически бесконечная (температура меняется только по толщине) пластина при симметричном двустороннем подводе тепла.
S
q
q
δ =S/2
2.Теплотехнически бесконечная пластина при одностороннем подводе тепла.
S
q
q=0
δ =S
3. Теплотехнически бесконечная пластина при несимметричном двустороннем подводе тепла.
δ =S·μ, где
μ – коэффициент несимметричности.
q
4. Теплотехнически бесконечный (температура меняется только радиально) цилиндр диаметром d с равномерно распределённым по поверхности подводом тепла.
q
δ =d/2.
5. Теплотехнически бесконечный цилиндр диаметром d с неравномерно распределённым по поверхности подводом тепла.
δ = d ·μ.
В случае преобладания внешнего теплового сопротивления над внутренним в процессе нагрева температурный перепад будет сосредоточен на поверхности тела, а перепадом внутри тела в инженерных расчетах можно пренебречь. То есть, говорят, что тело нагревается с равномерным температурным полем. Такие тела в теплофизике называют термически тонкими.
В обратном случае при преобладании внутреннего теплового сопротивления значительная часть температурного перепада сосредоточится внутри тела и пренебречь им при расчетах уже нельзя. Такие тела называют термически массивными.
Для количественной оценки термической массивности тел принято использовать безразмерную величину число Био Bi. Критерий является мерой соотношения внутреннего и внешнего термических сопротивлений
.
В литературе установлено критическое значение числа Bi. При значениях Bi < 0, 25 тела считают термически тонкими при Bi < 0, 25 – термически массивными.
Как уже было сказано выше в металлургической теплотехнике внешний теплообмен формулируется с использованием лучистых тепловых потоков. В этом случае оценивать термическую массивность тел удобно оценивать другое безразмерное число Старка Sk.
Нагрев термически тонких тел