Распределения температуры

На рис. 109 слева показаны поперечное сечение стыкового сварного соединения при однослойной сварке низкоуглеродистой стали, кривая распределения температур по поверхности сварного соединения в момент, когда металл шва находится в расплавленном состоянии, и структуры различных участков зоны термического влияния шва после сварки, образованные в результате действия термического цикла сварки. Эта схема — условная, так как кривая распределения температур по поверхности сварного соединения во время охлаждения меняет свой характер.

Для исследования была выбрана одна четвертая чвсть-ок--ружности, расположенная в горизонтальной плоскости, где находились две точки касания шарового калориметра е соседними шарами. Опыты проводились при Re=7-104; средний козффн* циент теплоотдачи для этого режима был равен 343 Вт/(м2-°С); температурная разность в металлической оболочке при ЖЭД? ности электронагревателя 500 Вт составляла ~62°С; измеренная разность температур в тангенциальном направлении по поверхности между точкой касания и точкой поверхности с мак? симальным локальным коэффициентом теплоотдачи была равна 6°С; влияние неоднородности локального коэффициента теплопередачи практически не сказывалось на температурном поле в оболочке уже на расстоянии 12,5 мм от поверхности. Минимальная температура поверхности получалась в области с максимальным коэффициентом теплоотдачи, максимальная—т, в месте контакта с соседним шаром. При среднем перепаде в оболочке ~62°С измеренная разность температур на поверх-ности электрокалориметра, вызванная наличием переменного коэффициента теплоотдачи, составляла 6° С, что не превышает ~10%' этого перепада. Полученное экспериментальным путем температурное поле было проверено с помощью расчетных- ме.-тодов. В частности, был разработан метод, основанный на уравнении теплового баланса в форме конечных разностей, и составлен алгоритм для расчета, распределения температур в объеме на ЭВМ.

Распределения температур приведены на рис. 1-21.

Для расчета распределения температур необходимо найти радиус нейтрального сечения л0- Так как значение Гц зависит от интенсивности отвода теплоты с поверхностей урана, а известны а\ и а,2 с поверхностей оболочек, то вначале определяем значения эффективных коэффициентов теплоотдачи аэф i и аэф г, учитывающие термические сопротивления оболочек:

График распределения температур по сечению вала представлен на рис. 2-5 (т = 20 мин).

При кипении на чистой поверхности /с = 245° С. При наличии оксидной пленки tc «255° С. Соответствующие распределения температур показаны на рис.

Рис. 3.3. Влияние параметра В на характер распределения температуры в пористой стенке в режиме локального теплового равновесия Т = t (А -*

Рис. 3.4. Влияние интенсивности теплообмена на входной поверхности (параметра Stw) на характер распределения температур в проницаемой стенке при В=1,А = 10:

Рис. 3.5. Влияние интенсивности внутрипоро-вого теплообмена (параметра А) на характер распределения температур в проницаемой стенке при В = 1, Stw = 0,5:

Рис. 3.7. Влияние параметра В на характер распределения температуры в проницаемом твэле в режиме локального теплового равновесия (А -*• =°, Stw -> 1) : 1-Я-»; 2 - В = 100; 3-5=10; 4-5=5; 5-5=2; 6-5=1

Рис. 3.8. Влияние интенсивности теплообмена на входной поверхности (параметра Stw) на характер распределения температур в пористом твэле при В = = 10, А = 10:

Одно;, ив причин коррозионного повреждения' днища, обращённого к основании резервуара, считают [3 ] нер!вноыерность распределения температуры вдоль радиуса днища, что вызывает конденсацию влаги при по них ении С воздуха и её испарение при повышении темпера турн. Попеременному омачивании и испарение краевые аони днища подверлена в белыми степени, чем центра л ьние, поэтому они подвергаотоя еначитэ-дьноя корровии, .

Распределение температуры по толщине пластины в различные моменты времени представляет собой семейство кривых в координатах 6, X (или /, х) с максимумом на оси пластины (рис. 14.3). В любой момент времени Ро>0(т>0) касательные к кривой распределения температуры на границе пластины выходят из одной точки С, расположенной на оси А" на расстоянии 1/Bi от поверхности пластины. Это несложно показать, если граничное условие (14.15) привести к безразмерному виду

Пример 14.2. Найти изменение во времени распределения температуры и тепловых потоков от боковых поверхностей кирпичной колонны сечением 1 X 1 м и высотой 10 м. Условия на поверхностях колонны изображены на рис. 14.6. Теплофизические свойства кирпичной кла.чки Х = 0,8 Вт/(м-К); с = = 900 Дж/(кг-К); р=1700 кг/м3. Начальная температура /о = 20 "С.

При сварке металлов is зоне наплав-лепного валика металла и параллельно ему возникают весьма большие остаточные напряжения. В околошовной зоне, как правило, образуются остаточные растягивающие напряжения, равные или превышающие предел текучести металла. Вследствие неравномерного распределения температуры при сварке возникают тепловые напряжения первого рода (т. е. напряжения, уравновешенные в пределах всей конструкции). В зо-н ix, расположенных вдоль шва, где металл .нагревается выше критических температур, происходят структурные превращения и при остывании возникают большие растягивающие напряжения второго рода (т.е. напряжения, уравновешенные в пределах зерен металла и пс' зависящие от размеров изделия).

Найти ошибку в определении температуры в точках х = 57,5; ПО и 157,5 мм, если вычисления производятся по значению коэффициента теплопроводности, среднему для заданного интервала температур, и построить график распределения температуры в стенке.

Вычислить количество теплоты, передаваемой через стенку, температуры на границах слоев изоляции и построить график распределения температуры.

У казани е. Для оценки характера распределения температуры по сечению листа стали подсчитаем значение критерия Био:

2-21. Определить коэффициент теплоотдачи при свободной конвекции от поверхности шара к воздуху. Шар диаметром rf=60 мм выполнен из стали и в период регулярного охлаждения имел темп охлаждения т—16,7-10~5 1/с. Принять коэффициент неравномерности распределения температуры гз=1.

Принимая согласно условиям задачи ki — const и ?а = const, расчет распределения температуры воды по длине каналов проводим по формулам (5-31) — (5-33).

Уточняем значения физических свойств воды, принятые для расчета коэффициентов теплоотдачи ai и С2. Учитывая характер распределения температуры воды по длине внешнего канала, ее среднее значение можно оценить следующим образом:

При частотах звукового диапазона (2—8 кГц) можно проводить поверхностный нагрев и закалку на глубину 1—2 мм. На рис. 140 приведен характер распределения температуры и твердости по сечению закаленной детали *. Структура слоя состоит из мартенсита и переходной зоны мартенсит — феррит. Глубина закалки примерно равна толщине слоя прогреваемого до температуры выше критиче-