Page 52 - 4547
P. 52

 =   +  .                                        (2.14)
                                                              2
                                                      1
                     Постійні   і   визначимо із граничних умов:
                                 1
                                      2
                                                                  1
                                                            2
                                            х = 0;     =  = 
                                            х =  ;      =  =   +  1  або
                                                              2
                                                                    1
                                                                       ⁄
                                                     = −( −  ) .
                                                      1
                                                               1
                                                                    2
                      Підставляючи в (2.14) одержимо
                                                           1
                                                     =  −   − 2  ∙  .                          (2.15)
                                                      1
                                                            
                      Із (2.14) або (2.15) виходить, що розподілення температури по товщині
               стінки змінюється за законом прямої лінії.
                      Густину теплового потоку через стінку можна визначити
               використовуючи закон Фурьє:

                                                                        1
                                   = −    = −    = − =    − 2  .                 (2.16)
                                                                 1
                                                                  
                      Загальна  кількість  теплоти   ,  що  проходить  через  поверхню  стінки
                                                            
               площею  за час:
                                         
                                                                  2
                                                               1
                                   = ( −  ) ∙  =   ( − )∙∙   ,                         (2.17)
                                                  2
                                    
                                            1
                                                                 
                                        
                                                                   
                        
               де        ⁄  - теплова провідність стінки.
                          
                              
                        = ⁄  – внутрішній термічний опір стінки.
                                
                         
                     2.1.5 Циліндрична стінка
                     Розглянемо  одношарову  циліндричну  стінку  (трубу),  у  якій  довжина  l
               значно  більша  від  діаметра  ( ≫ ), а  тому  можна  прийняти,  що  температура
               стінки змінюється тільки в радіальному напрямі (див. рис. 5.4). Температурне
               поле одновимірне.
                                                     t



                                                                         
                                                                         q
                                                             t 1

                                                                              l
                                                                         t 2

                                                          r 1
                                                                  r 2
                                                                              x
                                  Рисунок 2.4 – Зміна температури в циліндричній стінці

                     Внутрішній радіус -  r , зовнішній -  r , теплопровідність матеріалу стінки
                                                                   2
                                                1
               λ = const. Температури на поверхні стінки  t і  t постійні, тобто задані граничні

                                                                         2
                                                                    1
               умови  І  роду.  Необхідно  знайти  характер  розподілу  температури  по  товщині


                                                                                                             52
   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57