Граничные условия первого рода
При граничныхусловиях Iрода задают значение температуры на границе расчетной области:
, где индексw означает "граница"; 
– координаты границы заданной расчетной области. В частном случае эта температура после мгновенного изменения до температурыTw может оставаться неизменной во времени и не изменяться вдоль границы:
.
Граничные условия второго рода
При граничных условиях II родазадают значение плотности теплового потока на границе расчетной области:
,
где индексw означает "граница"; – координаты границы заданной расчетной области.
В частном случае плотность теплового потока qw может не изменяться вдоль границы расчетной области и быть постоянной во времени:
.
Граничные условия третьего рода
При граничных условиях III родазадают температуру внешней среды, окружающей тело, и закон теплообмена между средой и поверхностью тела. Граничные условия третьего рода являются наиболее общими и часто используемыми в практике расчетов граничными условиями. В качестве закона теплообмена между окружающей тело средой и поверхностью тела наиболее часто в инженерных расчетах используют закон теплоотдачи – закон Ньютона
,где α–коэффициент теплоотдачи (вспомним, что в общем случае теплоотдача происходит конвекцией и излучением);Tf – температура флюида;Tw– температура поверхности тела. С учетом закона Фурье ГУ III рода можно записать следующим образом
|
|
|
,где знак + или – в законе Фурье зависит от выбора начала системы координат.
В расчетах теплопроводности используют безразмерную форму записи граничных условий третьего рода
, где 
– безразмерная температура; 
– безразмерная
координата, перпендикулярная поверхности теплообмена; R– характерный или определяющийразмер тела; Bi – критерий Биó (Biot); λw – коэффициент теплопроводности твердого тела.
Критерий Био – определяющийкритерий в задачах теплопроводности, т.е. от его величины зависит интенсивность процесса теплопроводности. Физический смысл критерия Био можно раскрыть, записав его формулу в виде
, т.е.критерий Био характеризует: отношение интенсивности внешнего теплообмена (a) к интенсивности внутреннего теплообмена(l/R); или отношение термического сопротивления теплопроводности(R/l) к термическому сопротивлению конвективной теплоотдачи(1/a).
Граничные условия четвертого рода
Граничные условия IV рода задают условия теплообмена на границе идеального контакта двух тел, состоящих из разного вещества с разными физическими свойствами. В этом случае в зоне идеального контакта у обоих тел равны температуры и тепловые потоки
, или, используя закон Фурье 
.
|
|
|
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 951; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!