Курсовая с практикой на тему Стационарная, не стационарная теплопроводность

Содержание:

Введение 3

1. Теоретическая часть 4

1.1. Основные положения теплообмена 4

1.1.1. Температурное поле 4

1.1.1. Температурный градиент 4

1.1.2. Тепловой поток 5

1.1.3. Закон Фурье 6

1.1.4. Коэффициент теплопроводности 6

1.2. Дифференциальное уравнение теплопроводности 7

1.3. Условия однозначности для процессов теплопроводности 9

1.4. Теплопроводность при стационарном режиме 12

1.4.1. Передача теплоты через плоскую стенку ( ) 12

1.4.2. Передача теплоты через многослойную стенку, состоящую из n однородных слоев 14

1.4.3. Теплопроводность через плоскую стенку. Граничное условие третьего рода 15

1.5. Нестационарные процессы теплопроводности 17

1.5.1. Аналитическое описание процесса 17

1.5.2. Охлаждение (нагревание) неограниченной пластины 18

1.5.3. Анализ полученного решения 20

1.5.4. Регулярный режим охлаждения или нагревания тел 23

2. Практическая часть 26

Задача 1 26

Задача 2 28

Заключение 32

Литература 33

Введение:

Различают три элементарных способа переноса теплоты: теплопроводность, конвекция и тепловое излучение.

Теплопроводностью называется процесс переноса тепла в твердых, жидких и газообразных телах при условии, что вещество во всем объеме рассматриваемого тела остается неподвижным. Внутренний механизм явления теплопроводности объясняется на основе молекулярно-кинематического представления.

Теплопроводность применяется при большинстве расчетов связаных со строительными объектами, поэтому изучение это темы актуально

Целью работы является изучение теплопроводности и ее составляющих

Задачи:

1. Теоретическое описание сущности этого явления

2. Практические задачи

Заключение:

Теплопрово́дность — способность материальных тел проводить тепловую энергию от более нагретых частей тела к менее нагретым частям тела путём хаотического движения частиц тела (атомов, молекул, электронов и т. п.). Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества.

Различают стационарный и нестационарный процессы теплопроводности в твердом теле. Стационарный процесс характеризуется неизменными во времени параметрами процесса. Такой процесс устанавливается при длительном поддержании температур теплообменивающихся сред на одном и том же уровне. Нестационарный процесс представляет собой неустановившийся тепловой процесс в телах и средах, характеризуемый изменением температуры в пространстве и во времени.

Теплопроводностью называется также количественная характеристика способности тела проводить тепло. В сравнении тепловых цепей с электрическими это аналог проводимости.

В данной работе изучены все аспекты теплопроводности и выполнено решение пары практических задач

Фрагмент текста работы:

Основные положения теплообмена

Если в твердом теле, неподвижной жидкости или газе температура в различных точках неодинакова, то теплота самопроизвольно переносится от участка тела с более высокой температурой к участкам с более низкой температурой. Такой процесс называется теплопроводностью.

1.1.1. Температурное поле

Температура характеризует тепловое состояние тела и определяет степень его нагретости. Так как тепловое состояние отдельных частей тела в процессе теплопроводности различно, то в общем случае температура является функцией координат и времени , т.е.

t=f(x,y,z,τ). (1.1)

Совокупность значений температуры для всех пространства в данный момент времени называется температурным полем.

При этом если температура меняется во времени, поле называется неустановившимся (нестационарным), а если не меняется – установившимся (стационарным).

Температура может быть функцией одной, двух и трех координат. Соответственно этому и температурное поле называется одно-, двух- и трехмерным:

t=f(x,y,z)– стационарное трехмерное температурное поле;

t=f(x,y)– стационарное двухмерное;

t=f(x)– стационарное одномерное.

Температурный градиент

Геометрическое место точек в температурном поле, имеющем одинаковую температуру, называется изотермической поверхностью.

Так как одна и та же точка тела не может одновременно иметь различную температуру, то изотермические поверхности не пересекаются. Они либо оканчиваются на поверхности тела, либо целиком располагаются внутри самого тела. Следовательно, изменение температуры в теле наблюдается лишь в направлениях, пересекающих изотермические поверхности (см. рис. 1.1). При этом наиболее резкое изменение температуры получается в направлении нормали к изотермической поверхности.