În anumite condiții pot apărea în corpurile cu procese de separare (absorbție) de căldură, cum ar fi încălzirea Joule a conductorului electric, exo- și reacție chimică endoterme, procesele nucleare VASTE în elementele combustibile (FE) ale reactorului și așa mai departe .. Aceste procese sunt caracterizate prin surse de alimentare interne Tep loturi sau intensitatea degajării volumetrice de căldură qv, W / m 3.
3.1. O placă omogenă fără limită
Pentru o placă plană (# 955; = const) răcită uniform pe ambele fețe (Figura 3.1), temperatura suprafeței tp este dată.
În formula (3.1) pentru x = 0, temperatura în sulf
grosimea plăcii
Fig. 3.1. Diagrama de temperatură într-o placă cu toleranță la sursele de căldură interne de căldură
Luând în considerare dependența de condițiile de scădere a temperaturii mari, câmpul de temperatură din placă poate fi calculat din formule
Pentru o placă plată (# 955; = const), răcită uniform pe ambele părți, temperatura medie tZH și coeficientul de transfer de căldură # 945;. Câmpul de temperatură unidimensional într-o placă
În formula (3.4). când x = # 948; temperatura suprafeței plăcilor
la x = 0, temperatura în mijlocul grosimii plăcii
Puterea surselor interne de căldură pentru o placă este determinată de formulele:
Relația dintre densitatea qv în vrac și densitățile de eliberare a căldurii de suprafață qF este utilizată pentru a determina fluxul de căldură pe suprafețele laterale ale plăcii
Pentru o tijă infinită (# 955; = const), o temperatură este stabilită pe axa axei.
Câmpul de temperatură dintr-o tijă cu un diametru d0
În formula (3.8), cu temperatura la suprafața tijei
Luând în considerare dependența câmpului de temperatură în tijă
Pentru o tijă (# 955; = const), răcită uniform de mediu, temperatura t și coeficientul de transfer de căldură # 945; .
Câmpul de temperatură în tija
la dx = 0 temperatura la axa tijei
Capacitatea surselor interne de căldură
Căldura este îndepărtată prin suprafața exterioară a țevii. Câmpul de temperatură din peretele țevii cu o rază internă r1 și exterioară r2
unde r1 ≤ r x ≤ r2; t1 - temperatura pe suprafața izolată interioară a țevii.
Substituind rx = r2 în formula (3.20), putem obține expresia calculată pentru căderea temperaturii în perete
și formula pentru densitatea liniară a fluxului de căldură
unde t2 este temperatura la suprafața exterioară a țevii.
Căldura este deviată prin suprafața interioară a țevii.
Câmpul de temperatură în peretele țevii
Diferența de temperatură în perete
Densitatea liniară a fluxului de căldură.
Căldura este deviată pe ambele suprafețe ale țevii.
Diferența de temperatură în perete
Această rază este determinată de dependență
Cea mai mare temperatură din peretele țevii poate fi găsită prin expresie
3.4. Transferul de căldură în încălzire electrică.
Cu trecerea curentului electric prin conductorul o formă cilindrică cu un diametru DCH lungime l și temperatura calculată (3.12) și (3.15) în care qv este exprimată prin parametrii electrici: I - intensitatea curentului, A; U - tensiune, V; Rel este rezistența electrică a conductorului, Ohm:
în cazul în care; ; - rezistența electrică specifică a ohmului de cablare a materialului * m.
3.1 Țeava din oțel cu diametrul de 8x0,2 mm este conectată prin capete la circuitul electric și încălzită cu un curent constant de 25 A. Găsiți
puterea surselor interne de căldură, dacă se presupune că rezistivitatea electrică a țevii este constantă și egală cu 0,9 * 10-6 Ohm * m.
Tija emițătoare de căldură a unui reactor nuclear are o conductivitate termică de 4 W / (m * K) și un diametru de 12 mm. Găsiți densitatea de suprafață a fluxului de căldură pentru tijă și temperatura la suprafața sa, temperatura la axa barei este de 1000 ° C, iar puterea surselor interne de căldură este de 2 * 10 8 W / m 3.
3.3. Găsiți putere sursele interne de căldură și temperatura suprafeței elementului de combustibil al unui reactor nuclear, în care diametrul elementului combustibil de 10 mm la temperatura axei 1150 ° C, conductivitatea termică a materialului elementului combustibil de 3,5 W / (m * K). Elementul combustibil este răcit într-un mediu a cărui temperatură este de 430 ° C; coeficientul de transfer de căldură este de 25 * 10 3 W / (m 2 * K).
3.4. Încălzitorul este realizat sub forma unei benzi de constantă cu o secțiune de 7x1 mm și o lungime de 600 mm. Pe măsură ce trece un curent electric de 15 A, căderea de tensiune la capetele benzii 120 B. Se determină suprafața ritmului-peratura a centurii și mijlocul grosimii sale, dacă Temperatura evap de lucru 80 ° C, iar coeficientul de transfer de căldură de 800 W suprafață curea / (m 2 * K).
3.5. Busul de cupru al secțiunii rectangulare 30X3 mm este sub
curent de 300 A. În condițiile de funcționare, temperatura maximă admisă a pneului nu trebuie să depășească 75 ° C la o temperatură ambiantă de 20 ° C. Determinați puterea surselor interne de căldură, temperatura pe suprafața pneului și coeficientul de transfer de căldură
de la suprafața anvelopei la aer, asigurând în același timp condițiile de funcționare stabilite. Luați rezistivitatea electrică a cuprului 1.62 * 10 -8 Ohm * m.
3.6. O tijă de nicrom cu un diametru de 5 mm și o lungime de 400 mm trece printr-un curent electric cu o cădere de tensiune de 10 V. Tija
este coborât în apă clocotită, care este sub presiune 6,18 x 105 Pa. De la
la coeficientul de transfer termic la apă 38000 W / (m 2 * K). găsi
capacitatea surselor interne de căldură, densitatea fluxului de căldură
pe 1 m 2 de suprafață și pe unitatea de lungime a tijei, temperatura la suprafață și pe axa tijei. Acceptați conductivitatea termică Nichrome
15 W / (m * K) și rezistența electrică de 1,2 * 10-6 Ohm * m.
3.7. Elementul de încălzire este realizat sub forma unei plăci de carbon
mărimea 10x70x900 mm, coeficientul de conductivitate termică este de 5 W / (m * K). O tensiune de 12 V este aplicată pe fețele mici opuse, placa a fost încălzită uniform și pe suprafața ei temperatura a devenit 760 ° C. Găsiți temperatura în centrul plăcii dacă rezistivitatea electrică a materialului este de 31,1 * 10 -6 Ohm * m. Să presupunem că căldura de pe placă este deviată numai prin fețe mari, iar temperatura în placă variază de-a lungul fețelor normale față de cele mai mari.
3.8. Pe o tijă de titan cu un diametru de 25 mm și o lungime de 600 mm
trece printr-un curent electric de 15 A și o tensiune de 36 V. Măsurarea temperaturii suprafeței tijei a arătat 216 ° C. Găsiți temperaturile
tija pe raze de 5 și 10 mm.
Conductorul electric al diametrului d este acoperit cu grosimea izolației # 948;. Un curent curge prin fir cu o forță I. Temperatura aerului ambiant tv este coeficientul de transfer de căldură în aer. Găsiți temperatura pe suprafața firului și izolația, puterea surselor interne de căldură. Rezistență electrică specifică de aluminiu 2,62 * 10 -8 Ohm * m, cupru 1,62 * 10 -8 Ohm * m. Datele pentru soluție sunt luate din tabel.
j) O conductă de oțel cu diametrul de 6 x 0,2 mm este inclusă în circuitul electric. Rezistența electrică specifică a oțelului este de 0,82 * 10 -3 Ohm * m. Un curent de 250 A trece prin țeavă, căldura generată este deviată prin suprafața interioară a țevii. Determinați puterea surselor interne de căldură și diferența de temperatură în peretele conductei.
3.11. Oțel inoxidabil a făcut o lungime a țevii de 0,4 m și un diametru de 10 x 0,3 mm. Este inclus în circuitul electric. Calculați curentul care curge prin țeavă dacă un flux de căldură de 0,9 kW este deviat de suprafața exterioară a conductei, precum și diferența de temperatură în peretele țevii. Rezistența electrică specifică a materialului țevii este de 0,85 x 10-6 Ohm * m.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: