1. Главная
  2. Библиотека
  3. Теоретическая механика
  4. Стенка шаровая, однородная, внутренний , внешний . Гран...
Разбор задачи

Стенка шаровая, однородная, внутренний , внешний . Граничные условия 3-го рода: внутри , снаружи . . Нужно рассчитать функцию и построить график. Найти тепловой поток через стенку; найти термическое сопротивление теплопередачи шаровой стенки.

  • Предмет: Теоретическая механика
  • Автор: Кэмп
  • #Математические методы в механике
  • #Механика сплошной среды
Стенка шаровая, однородная, внутренний , внешний . Граничные условия 3-го рода: внутри , снаружи . . Нужно рассчитать функцию и построить график. Найти тепловой поток через стенку; найти термическое сопротивление теплопередачи шаровой стенки.

Условие:

Стенка шаровая, однородная, внутренний r1=0,2 мr_{1}=0,2 \text{ м}, внешний r2=0,24 мr_{2}=0,24 \text{ м}. Граничные условия 3-го рода: внутри α1=9 Вт/м2К,T11=310 К\alpha_1=9 \text{ Вт/м}^2 \cdot \text{К}, T_{1_1}=310 \text{ К}, снаружи αa=11 Вт/м2К,Tt2=285 К\alpha_{a}=11 \text{ Вт/м}^2 \cdot \text{К}, T_{t_2}=285 \text{ К}. λст=46 Вт/мК\lambda_{\mathrm{ст}}=46 \text{ Вт/м} \cdot \text{К}. Нужно рассчитать функцию T=f(x)T=f(x) и построить график. Найти тепловой поток Q[Вт]Q[\text{Вт}] через стенку; найти термическое сопротивление теплопередачи шаровой стенки.

Решение:

Шаг 1: Определение параметров

  • Внутренний радиус r1=0.2μm=0.2×106mr_1 = 0.2 \, \mu m = 0.2 \times 10^{-6} \, m
  • Внешний радиус r2=0.24mr_2 = 0.24 \, m
  • Граничные условия:
    • Внутри: α1=9Bт/m2K\alpha_1 = 9 \, Bт/m^2 \cdot K, T1=310KT_{1} = 310 \, K
    • Снаружи: αa=11Bт/m2K\alpha_a = 11 \, Bт/m^2 \cdot K, T2=285KT_{2} = 285 \, K
  • Теплопроводность: λcm=46W/mK\lambda_{cm} = 46 \, W/m \cdot K

Шаг 2: Уравнение теплопроводности

Для стационарного состояния в сферической стенке, уравнение теплопроводности имеет вид:

ddr(r2dTdr)=0 \frac{d}{dr}\left(r^2 \frac{dT}{dr}\right) = 0
Решение этого уравнения дает:
T(r)=A+Br T(r) = A + \frac{B}{r}
где AA и BB - константы, которые мы определим из граничных условий.

Шаг 3: Применение граничных условий

  1. Внутреннее условие:
    T(r1)=T1=310K T(r_1) = T_1 = 310 \, K
    ...

Внутри — полный разбор, аргументация, алгоритм решения, частые ошибки и как отвечать на каверзные вопросы препода, если спросит

Попробуй решить по шагам

Попробуй один шаг и продолжи в режиме обучения или посмотри готовое решение

Какое уравнение описывает распределение температуры в стационарном режиме теплопроводности для шаровой стенки?

Что нужно знать по теме:

Что нужно знать по теме

Алгоритм решения

Топ 3 ошибок

Что спросит препод

Не нашел нужную задачу?

Воспользуйся поиском

Выбери предмет