Презентация Тепломассообмен. Теплопроводность при стационарном тепловом режиме (часть 1) онлайн
На нашем сайте вы можете скачать и просмотреть онлайн доклад-презентацию на тему Тепломассообмен. Теплопроводность при стационарном тепловом режиме (часть 1) абсолютно бесплатно. Урок-презентация на эту тему содержит всего 42 слайда. Все материалы созданы в программе PowerPoint и имеют формат ppt или же pptx. Материалы и темы для презентаций взяты из открытых источников и загружены их авторами, за качество и достоверность информации в них администрация сайта не отвечает, все права принадлежат их создателям. Если вы нашли то, что искали, отблагодарите авторов - поделитесь ссылкой в социальных сетях, а наш сайт добавьте в закладки.
Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
- Тип файла:ppt / pptx (powerpoint)
- Всего слайдов:42 слайда
- Для класса:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
- Размер файла:366.97 kB
- Просмотров:87
- Скачиваний:1
- Автор:неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№1 слайд
Содержание слайда: ТЕПЛОМАССООБМЕН
Теплопроводность при стационарном тепловом режиме (часть 1)
2016 год
№2 слайд
Содержание слайда: План
1. Передача теплоты через однослойную плоскую стенку при граничных условиях I–го рода.
2. Передача теплоты через многослойную плоскую стенку при граничных условиях I–го рода.
3. Передача теплоты через однослойную цилиндрическую стенку при граничных условиях I–го рода.
4. Передача теплоты через многослойную цилиндрическую стенку при граничных условиях I–го рода.
5. Передача теплоты через шаровую стенку при граничных условиях I–го рода.
6. Теплопроводность тел с внутренними источниками теплоты.
№3 слайд
Содержание слайда: 1. Передача теплоты через однослойную плоскую стенку при граничных условиях I–го рода
№4 слайд
Содержание слайда: Теплопроводность через однослойную плоскую стенку (самый распространенный случай)
Длина и ширина плоской стенки бесконечно велики по сравнению с ее толщиной δ.
Стенка имеет постоянную толщину δ.
Температуры поверхностей стенки t1 и t2 поддерживаются постоянными, т.е. они являются изотермическими поверхностями.
Температура меняется только направлении перпендикулярном плоскости стенки, которое принимаем за ось x.
Теплопроводность λ постоянна для всей стенки.
№5 слайд
Содержание слайда: При этих условиях температурное поле в стенке будет одномерным и изотермическими поверхностями будут плоскости, параллельные поверхностям стенки.
При этих условиях температурное поле в стенке будет одномерным и изотермическими поверхностями будут плоскости, параллельные поверхностям стенки.
Для слоя толщиной dх на основании закона Фурье можно записать следующее уравнение теплопроводности:
№6 слайд
Содержание слайда: Из этого уравнения следует, что температура изменяется по толщине стенки по линейному закону.
Из этого уравнения следует, что температура изменяется по толщине стенки по линейному закону.
Константа интегрирования С определяется из условий на границах стенки:
если х = 0, то t = t1, откуда С = t1.
Если х = δ, то t = t2 и данное уравнение принимает вид
№7 слайд
Содержание слайда: Константа интегрирования С определяется из условий на границах стенки:
Константа интегрирования С определяется из условий на границах стенки:
если х = 0, то t = t1, откуда С = t1.
Если х = δ, то t = t2 и данное уравнение принимает вид
№8 слайд
Содержание слайда: Общее количество теплоты QT, которое передается через поверхность стенки F за время τ:
Общее количество теплоты QT, которое передается через поверхность стенки F за время τ:
где – тепловая проводимость стенки.
№9 слайд
Содержание слайда: Тепловой поток Q зависит не от абсолютного значения температур, от разности температур на наружных поверхностях стенки:
Тепловой поток Q зависит не от абсолютного значения температур, от разности температур на наружных поверхностях стенки:
где называется температурным напором.
№10 слайд
Содержание слайда: Распределение температур при постоянном и переменном коэффициентах теплопроводности
Уравнение
справедливо для случая, когда теплопроводность является постоянной величиной.
Теплопроводность реальных тел зависит от температуры и закон изменения температур выражается кривой линией.
Если теплопроводность зависит от температуры в незначительной степени, то на практике закон изменения температур считают линейным.
№11 слайд
Содержание слайда: В уравнение
Введем поправки на зависимость λ от t, считая эту зависимость линейной:
Подставим эту зависимость в уравнение Фурье, получаем
Разделив переменные и интегрируя, получаем
№12 слайд
Содержание слайда: При граничных значениях переменных имеем:
При граничных значениях переменных имеем:
при x=0, t=t1 и
при x=δ, t=t2 и
Вычитая из второго равенства первое, находим
Полученное уравнение позволяет определить поверхностную плотность теплового потока при переменной теплопроводности.
№13 слайд
Содержание слайда: Множитель является среднеинтегральным значением теплопроводности.
Множитель является среднеинтегральным значением теплопроводности.
В уравнении
теплопроводность λ была принята постоянной и равной среднеинтегральному значению теплопроводности λср.
Плотность (мощность) теплового потока можем определить по формуле
№14 слайд
Содержание слайда: Уравнение температурной кривой в стенке получается путем решения квадратного уравнения
Уравнение температурной кривой в стенке получается путем решения квадратного уравнения
относительно t и подстановки значения С из уравнения
Из данного уравнения следует, что температура внутри стенки изменяется по кривой. Если коэффициент b отрицателен, то кривая направлена выпуклостью вниз; если b положителен, то выпуклостью вверх.
№15 слайд
Содержание слайда: 2. Передача теплоты через многослойную плоскую стенку при граничных условиях I–го рода
№16 слайд
Содержание слайда: Выведем расчетную формулу теплопроводности сложной стенки при стационарном состоянии из уравнения теплопроводности для отдельных слоев.
Выведем расчетную формулу теплопроводности сложной стенки при стационарном состоянии из уравнения теплопроводности для отдельных слоев.
Тепловой поток, проходящий через любую изотермическую поверхность неоднородной стенки, один и тот же.
№17 слайд
Содержание слайда: Рассмотрим трехслойную стенку, в которой толщина отдельных слоев равна δ1, δ2, δ3, а их теплопроводность – соответственно λ1, λ2, λ3.
Рассмотрим трехслойную стенку, в которой толщина отдельных слоев равна δ1, δ2, δ3, а их теплопроводность – соответственно λ1, λ2, λ3.
Температуры наружных поверхностей t1 и t4.
Температуры между слоями t2 и t3.
№18 слайд
Содержание слайда: Тепловой поток для каждого слоя:
Тепловой поток для каждого слоя:
№19 слайд
Содержание слайда: Складывая их, получаем:
Складывая их, получаем:
№20 слайд
Содержание слайда: Преобразуем полученное равенство.
Преобразуем полученное равенство.
Получим формулы определяющие тепловой поток и мощность (удельный) теплового потока:
№21 слайд
Содержание слайда:
№22 слайд
Содержание слайда: – термическое сопротивление слоя;
№23 слайд
Содержание слайда: Температуры (°С) между отдельными слоями сложной стенки находим из следующих уравнений:
Температуры (°С) между отдельными слоями сложной стенки находим из следующих уравнений:
Температура в каждом слое стенки при постоянной теплопроводности изменяется по линейному закону, а для многослойной стенки температурный график представляет собой ломаную линию.
№24 слайд
Содержание слайда: 3. Передача теплоты через однослойную цилиндрическую стенку при граничных условиях I–го рода
№25 слайд
Содержание слайда: t1 и t2 – постоянные температуры внутренней и внешней поверхностей прямой цилиндрической трубы.
t1 и t2 – постоянные температуры внутренней и внешней поверхностей прямой цилиндрической трубы.
Изотермические поверхности будут цилиндрическими поверхностями, имеющими общую ось с трубой.
Температура меняется только в направлении радиуса, благодаря этому и поток теплоты тоже будет радиальным.
Труба имеет бесконечную длину.
№26 слайд
Содержание слайда: Температурное поле одномерное t=f(r), где r текущая цилиндрическая координата.
Температурное поле одномерное t=f(r), где r текущая цилиндрическая координата.
№27 слайд
Содержание слайда: Рассмотрим участок трубы длинной l, в которой тепловой поток направлен радиально.
Рассмотрим участок трубы длинной l, в которой тепловой поток направлен радиально.
Поверхность F на расстоянии r от оси равна 2πrl.
t1 и t2 – температуры внутренней и внешней поверхностей трубы.
№28 слайд
Содержание слайда: Через внутреннюю и внешнюю поверхности проходит один и тот же тепловой поток.
Через внутреннюю и внешнюю поверхности проходит один и тот же тепловой поток.
Выделим внутри стенки кольцевой слой радиусом r и толщиной dr.
Примем поверхности кольцевого слоя (внутреннюю и внешнюю), через которые проходит тепловой поток, одинаковыми и рассмотрим этот элементарный слой как плоскую стенку.
№29 слайд
Содержание слайда: Разность температур между поверхностями элементарного слоя будет бесконечно малой dt.
Разность температур между поверхностями элементарного слоя будет бесконечно малой dt.
По закону Фурье,
для кольцевого слоя
№30 слайд
Содержание слайда: Разделяя переменные, получаем
Разделяя переменные, получаем
Интегрируя полученное уравнение в пределах от t1 до t2 и от r1 до r2 и при λ=const, получаем
№31 слайд
Содержание слайда: Выразим тепловой поток
Выразим тепловой поток
Выводы из полученного уравнения:
Распределение температур в стенке цилиндрической трубы представляет собой логарифмическую кривую.
Тепловой поток, проходящий через цилиндрическую стенку, определяется заданными граничными условиями и зависит от отношения наружного диаметра к внутреннему.
№32 слайд
Содержание слайда: Тепловой поток может быть отнесен к единице длины трубы ql и к 1 м2 внутренней или внешней поверхности q1 и q2.
Тепловой поток может быть отнесен к единице длины трубы ql и к 1 м2 внутренней или внешней поверхности q1 и q2.
Расчетные формулы принимают следующий вид:
№33 слайд
Содержание слайда: 4. Передача теплоты через многослойную цилиндрическую стенку при граничных условиях I–го рода
№34 слайд
Содержание слайда: Цилиндрическая стенка состоит из трех плотно прилегающих слоев.
Цилиндрическая стенка состоит из трех плотно прилегающих слоев.
Температура внутренней поверхности стенки t1, наружной t4.
Температуры между слоями t2 и t3.
№35 слайд
Содержание слайда: Теплопроводность слоев равны λ1, λ2, λ3.
Теплопроводность слоев равны λ1, λ2, λ3.
Диаметры слоев равны d1, d2, d3, d4.
Температура каждого слоя стенки изменяется по логарифмической кривой.
Общая температурная кривая представляет собой ломаную логарифмическую кривую.
№36 слайд
Содержание слайда: При стационарном режиме через все слои проходит один и тот же тепловой поток.
При стационарном режиме через все слои проходит один и тот же тепловой поток.
Для каждого слоя тепловой поток равен:
№37 слайд
Содержание слайда: Решая полученные уравнения относительно разности температур и почленно складывая, получаем
Решая полученные уравнения относительно разности температур и почленно складывая, получаем
откуда
№38 слайд
Содержание слайда: Температуры (°С) между слоями находим из следующих уравнений:
Температуры (°С) между слоями находим из следующих уравнений:
№39 слайд
Содержание слайда: 5. Передача теплоты через шаровую стенку при граничных условиях I–го рода
№40 слайд
Содержание слайда: Постоянный тепловой поток направлен через шаровую стенку.
Постоянный тепловой поток направлен через шаровую стенку.
Источник теплоты находится внутри шара.
Температура изменяется только по направлению радиуса.
Изотермические поверхности представляют собой концентрические шаровые поверхности.
Температура внутренней поверхности стенки t1, наружной t2.
Теплопроводность стенки λ постоянна.
Внутренний радиус шара r1, наружный r2.
№41 слайд
Содержание слайда: Тепловой поток, проходящий через шаровой слой радиусом r и толщиной dr, находим из уравнения Фурье:
Тепловой поток, проходящий через шаровой слой радиусом r и толщиной dr, находим из уравнения Фурье:
или
№42 слайд
Содержание слайда: Интегрируя данное уравнение по t и r.
Постоянную интегрирования определяем из граничных условий
при r = r1, то t = t1,
при r = r2, то t = t2, получаем
Скачать все slide презентации Тепломассообмен. Теплопроводность при стационарном тепловом режиме (часть 1) одним архивом:
