Тепловые явления
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
»яем значение температуры поверхности Тпов и среднее значение температуры Тср для каждого вида материала:
,
Расчет по пунктам повторяется с учетом новых интервалов времени до того момента, когда температура конструкции достигнет критического значения Т кр все выносим на график.
Задача
Железобетонная плита перекрытия толщиной ? обогревается с одной стороны средой с температурой tг в течение ? мин. Коэффициент теплообмен а на обогреваемой поверхности плиты ? = 11,63 е0,0023tг. Начальная температура перекрытия t0 = 200C. Коэффициент теплопроводности железобетона ? = 1,2 Вт/(м•К), коэффициент температуропроводности ? = 5,6•10-7 м2/с.
Рассчитать температуру на расстоянии s от обогреваемой поверхности плиты: а) принимая перекрытие за неограниченную пластину; б) принимая перекрытие, как полуограниченное тело.
а) принимая плиту как плоскую стенку
Математическая постановка задачи для конструкции стены или покрытия имеет вид:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
Краевые условия:
(7)
(8)
Температурное поле несимметричного нагрева (охлаждения) j-слоя с использованием принципа суперпозиции полей по методу ДУКУ имеет вид [1,2]:
где первый и второй полиномы в правой части уравнения определяются граничными и начальными условиями полей, у которых а третий и четвёртый - граничными и начальными условиями полей, у которых ; Фр,n, fp,n - специальные табулированные функции, учитывающие влияние на температурное поле граничных и начальных условий [1]; g - число моментов времени, в которые удовлетворяются граничные условия; - число Фурье; - время этапа расчёта; R, , с, - соответственно толщина, коэффициент теплопроводности, удельная массовая теплоемкость и плотность материала слоя.
Подставляя в систему уравнения (1)-(9) значение краевых условий по методу ДУКУ получаем систему 6g уравнений, которая решается относительно коэффициентов аппроксимации , при известных начальных условиях в каждом слое, заданных теплофизических свойствах, толщинах слоев и коэффициентах теплоотдачи на наружной и внутренней поверхности (н,в).
Коэффициенты аппроксимации определяются в начале этапа расчёта по параметрам температурного поля, связанным полиномом m-ой степени [2].
Температурная волна от наружной поверхности к внутренним слоям перемещается в течение 12 часов.
Рис. 1. Распределение температур по толщине многослойного ограждения а) в течение 1 часа (а) и изменение температуры (б). (1 - Тн,i; 2 - Т3(0,Foi); 3 - Т3(1,Foi)=Т2(0,Foi); 4 - Т2(1,Foi)=Т1(0,Foi); 5 - Т1(1,Foi); 6-Тв,i) и тепловых потоков (в) по толщине ограждения (1 - q3(0,Foi); 2 - q2(0,Foi)= q3(1,Foi); 3 - q1(0,Foi)= q2(1,Foi); 4 - q1(1,Foi)).
Для варианта полуограниченного тела расположение изоляционного слоя снаружи, внутри и в середине конструкции вызывает различные законы изменения температуры и теплового потока по толщине ограждения.
При этом следует отметить, что количество теплоты, теряемое ограждением, практически остаётся неизменным. Однако для исключения конденсации влаги целесообразно располагать изоляционный слой снаружи или ближе к наружной части ограждения.
Рис. 2. Изменение тепловых потоков по толщине ограждающей конструкций: а) изоляция внутри; б) изоляция в середине; в) изоляция снаружи; 1 - q3(0,Foi); 2 - q2(0,Foi)=q3(1,Foi); 3 - q1(1,Foi).
Список использованной литературы
1.Безопасность жизнедеятельности: Конспект лекций: Пособие для подготовки к экзаменам. Басаков М.И., авт. -сост., 2003. - 135 с.
2.Безопасность в чрезвычайных ситуациях: Учебник под ред. Н.К. Шишкина. - М., ГУУ, 2000. - 90 с.
3.Основы безопасности жизнедеятельности. Алексеенко В.А., Матасова И.Ю., 2001. - 187 с.
.Пожарная безопасность и предупреждение чрезвычайных ситуаций: Словарь терминов и определений. Бариев Э. Р., ред., 2004. - 200 с. Теплотехника: Учебник для втузов/ А.М. Архаров, И.А. Архаров, В.Н. Афанасьев и др.; Под общ. ред. А.М. Архарова, В.Н. Афанасьева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 712 с.: ил.
.Теплотехника: Учебник для вузов/ В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г.М. Камфер и др.; Под ред. В.Н. Луканина. - 5-е изд., стер. - М.: Высшая шк., 2006. - 617 с.: ил.
.Теплотехника: Учебник для вузов/ А.П. Баскаков, Б.В. Берг, О.К. Витт и др.; Под ред. А.П. Баскакова. - 2-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 224 с.: ил.
7.Электронный ресурс www.firemen.ru