Определения температурного

Кроме того, применение расчетных методов определения температурных полей и коэффициента теплоотдачи также требует знания коэффициентов переноса.

Для определения температурных полей в покрытиях необходимо рассмотреть различные случаи покрытий: по плоскости, по цилиндру, по шару и т. п. Однако учитывая, что покрытие имеет значительно меньшую толщину по сравнению с покрываемой деталью, можно ожидать, что наиболее простой случай — покрытие по плоскости — достаточно полно будет описывать распределение температур в покрытиях.

Эскин Э. А., Федчук В. К., Петров А. С., Венгтен В. В., К методике определения температурных деформаций композиционных полимерных материалов, Пробл. прочности, № 12 (1976).

Задачи определения напряжений и деформаций, возникающих при температурных нагрузках, имеют ряд характерных особенностей, которые заслуживают специального рассмотрения. Поскольку поляризационно-оптический метод пригоден для решения ряда таких задач, в настоящей главе изложены вопросы определения температурных напряжений и деформаций посредством этого метода с рассмотрением некоторых конкретных примеров.

Ниже рассмотрены два способа определения температурных напряжений. Первый способ состоит в создании механическим путем на наружном контуре перемещений, эквивалентных температурному расширению. Второй способ использует непосредственно охлаждение или нагрев модели [7].

Применение термомеханической аналогии для определения температурных напряжений в круглом цилиндре с одним осевым отверстием при стационарном тепловом потоке. Сначала находят величину раскрытия выреза. В экспериментальном решении уравнения Лапласа здесь нет необходимости, так как эта простая задача решается математически. Найденные перемещения затем создают в модели полого цилиндра из оптически чувствительного материала и получают картину полос интерференции.

Применение термомеханической аналогии для определения температурных напряжений в многосвязном цилиндре при стационарном тепловом потоке. Рассмотрим пример определения с помощью термомеханической аналогии температурных напря-

В приведенных выше выражениях T(xt,t) -искомое поле температур; ktj(Xj,t) — коэффициент теплопроводности в твердом теле; p(xt,t), c(Xj,t) — плотность материала и его удельная теплоемкость; Q(Xf,t) — интенсивность тепловыделения; q(xk,t) — тепловой поток на поверхности тела, характеризуемой нормалью п; h(xt,t) - (Nu- в безразмерном виде) коэффициент теплоотдачи, определяемый для случая обтекания тела жидкостью с температурой Гс(х,-,Г) — температурой среды — выражениями (3,36), (3,37), Очевидно, что в общем случае уравнения теплопроводности (3.39) и тегогопереноса (3,27) связаны и должны решаться совместно, делая тем самым задачу определения температурных полей в твердом теле трудноразрешимой. Далее, Uj(xt,t) -искомое поле перемещений в твердом теле; G(Xj,T,Uj)n \(х{,Т,и,-) - коэффициенты Ламэ; е=м/-/- — объемная деформация; a(xf,T) — коэффициент температурного расширения; F(x{,t) — массовые силы; р^(х(,т) — внешние усилия, заданные на поверхности тела Sa, характеризуемой нормалью nk (например, давление теплоносителя в контуре, контактные уси-

Ниже предлагается единый подход для определения температурных полей и полей напряжений и деформаций в элементах конструкций АЭУ при самых общих предположениях относительно их геометрии, краевых условий и поведения материала. Наиболее универсальным и эффективным численным методом решения задач нестационарной теплопроводности (3.39), (3.39а, б), как и задач динамики конструкций, оказывается МКЭ.

1.Предложенная методика определения температурных полей в узлах станков позволяет при сравнительно небольшой трудоемкости получать обширную информацию о температурном состоянии деталей узла.

3.2. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ В ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕМ ЭЛЕМЕНТЕ

и в области испарения позволило определить необходимые данные (протяженность области испарения, а следовательно, координату k и перегрев пористого материала Т-t в конце процесса при заданном значении координаты / ее начала) для определения температурного состояния парового участка.

теплообмена эквивалентны задачам отыскания функций, доставляющих минимум некоторым специально сконструированным функционалам. Задача на отыскание функции, минимизирующей функционал, называется вариационной. На основе перехода от краевых дифференциальных задач к вариационным развиты многие приближенные аналитические методы решения задач теплопроводности. С ними можно познакомиться по книгам [3, 6, 11]. Отметим, что возможность вариационной формулировки задачи определения температурного поля (4.1), (4.2) обусловлена свойствами дифференциального оператора уравнения теплопроводности [11]. Мы приведем вариационную формулировку рассматриваемой краевой дифференциальной задачи (4.1), (4.2) без доказательства. Задача решения уравнения (4.1) с граничными условиями (4.2) эквивалентна задаче определения функции Т (х, у), минимизирующей функционал 1[Т (х. у)] вида

Для определения температурного напора пользуются средней логарифмической разностью температур

Из дифференциальных уравнений термодинамики и из определения температурного коэффициента объемного расширения следует, что

Из определения температурного коэффициента, объемного расширения, данного в § 4-2, следует, что при р= const будет:

Для определения температурного поля используется тот же подход, который ранее применялся при решении задачи об охлаждении бесконечно длинного цилиндра.

Для аналитического определения температурного поля в стенке трубы при ее охлаждении водой необходимо решить уравнение нестационарной теплопроводности с граничными условиями третьего рода; Наиболее часто при расчетном определении нестационарных температурных полей в телах применяется решение задачи теплопроводности в виде бесконечных рядов Фурье. При .быстром изменении температуры металла и высоких тепловых потоках, как это имеет место в стенке трубы в цикле водной очистки, для получения необходимой точности решения уравнений теплопроводности приходится учитывать большое количество членов указанного ряда. Расчеты затруднены и тем, что в справочниках обычно приводится не более шести первых корней характеристического уравнения теплопроводности.

Для точного расчетного определения температурного поля в стенке трубы, возникающего в цикле водной очистки, Т. М. Лаус-маа и Р. В. Тоуартом представлена трехмерная модель расчета изменяющегося со временем температурного поля в стенке трубы с учетом зависимости теплофизических свойств металла от температуры [173]. Расчет включает решение нелинейного параболического дифференциального уравнения теплопроводности методом дробных шагов на ЭВМ. Этот расчет можно использовать и для оценки точности разных более простых формул и способов определения температурного поля.

Для расчетного определения температурного поля в стенке трубы в цикле водной очистки поверхности нагрева котла по формулам (5.18) и (5.19) или по методу, изложенному в [173], необходимо кроме теплофизических свойств материала знать коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности трубы к воде.

Существует ряд методов экспериментального определения температурного поля в стенке трубы при ее обмывке водой.

Для точного экспериментального определения температурного поля в стенке трубы при ее резком охлаждения водой и получения данных о влиянии отверстия для термопары на точность измерения температуры в Таллинском политехническом институте разработана конструкция 'измерительного блока температуры в стенке трубы [175].