Условие задачи
Определить время нагрева τ до заданной температуры поверхности tпов, а также температуру на оси неограниченного цилиндра tc в момент окончания нагрева.
В печь, температура которой tпеч = 1300 °С все время поддерживается постоянной, помещают длинный стальной цилиндр диаметром d = 0,15 м. В момент загрузки в печь температура металла была равномерна по всему сечению и составляла tнач = 15°С. Физические свойства стали приняты постоянными, не изменяющимися с температурой: коэффициент теплопроводности λм = 44,2 Вт/(м*К), теплоемкость см = 695 Дж/(кг*К) и плотность ρм = 7800 кг/м3.
Коэффициент теплоотдачи (теплообмена) от печи к поверхности цилиндра принят также постоянным и равным αΣ = 430 Вт/(м2*К). Металл нагревают в печи до момента достижения температуры поверхности tпов = 1180°С.
Ответ
Определяем относительную разность температур для поверхности цилиндра в конце нагрева
Число теплового подобия Bi
Коэффициент температуропроводности стали