Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Температурный отклик на быстрое изменение температуры внешней среды

начальные условия теплопередачи, охлаждение провода, изменение температуры, конвективное охлаждение, термоудар

Определить температурный отклик медного провода диаметром d, с начальной температурой T₀, который быстро внесли в воздух с температурой T_возд. Коэффициент конвекции с поверхности провода равен α.

Тип задачи
Плоско-параллельная задача нестационарной теплопередачи с граничными условиями конвекции.

Геометрия

d = 0.1 см

Дано
Температура провода T₀ = 150°C,
теплопроводность λ = 391 Вт/м·K,
теплоемкость c = 383 Дж/кг·K,
плотность ρ = 8930 кг/м³;
Температура воздуха T_возд = 40°C,
коэффициент конвекции с поверхности α = 10 Вт/K-м².

Задача:
Определить изменение температуры провода во времени.

Решение
Для получения точного решения шаг интегрирования был выбран равным 1 секунде.
Аналитическое решение^*: (T - T_возд) / (T₀ - T_возд) = exp(-0.0117·t)

Результаты

	Температура, °C
Время	ELCUT	Источник*
30 с	117.5	117.4
60 с	94.6	94.5
120 с	67.1	67.0

• Видео: Температурный отклик на быстрое изменение температуры внешней среды
  
• Смотреть на YouTube.
• Скачать файлы задачи

Источник
^*Frank Kreith, Raj M. Manglik, Mark S. Bohn "Principles of Heat Transfer", Cengage Learning, Jun 10, 2010 - Technology & Engineering - 696 pages, Page 119, Example 2-10.