Ustalone przewodzenie ciepła w ciałach stałych: pręty i żebra

Содержание

Слайд 2

PLAN WYKŁADÓW Wykład 3: Ustalone przewodzenie ciepła w ciałach stałych: pręty

PLAN WYKŁADÓW
Wykład 3: Ustalone przewodzenie ciepła w ciałach stałych: pręty i

żebra
Wymiana ciepła przez pręty
Wymiana ciepła przez żebra
Sprawność żeber
Efektywność żebra
Слайд 3

Wyprowadzić równanie na sprawność żebra płaskiego Powierzchnia metalu opływana jest z

Wyprowadzić równanie na sprawność żebra płaskiego
Powierzchnia metalu opływana jest z jednej

strony cieczą a z drugiej gazem. Którą stronę warto użebrować i dlaczego?
Zastosowanie powierzchni ożebrowanej zwiększa czy zmniejsza opór cieplny?
Narysuj schemat powierzchni dowolnie ożebrowanej i przedstaw wzory na opór cieplny i całkowite przenikanie ciepła
Na podstawie liczby Biota opisz kiedy można stosować powierzchnie ożebrowane.
Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

WYMIANA CIEPŁA PRZEZ PRĘTY Ciepło odprowadzane przez przejmowanie Ciepło odprowadzane przez

WYMIANA CIEPŁA PRZEZ PRĘTY

Ciepło odprowadzane przez przejmowanie

Ciepło odprowadzane przez przewodzenie

Ciepło doprowadzone

do elementu przez przewodzenie
Слайд 7

WYMIANA CIEPŁA PRZEZ PRĘTY

WYMIANA CIEPŁA PRZEZ PRĘTY

Слайд 8

WYMIANA CIEPŁA PRZEZ PRĘTY i ŻEBRA BARDZO DŁUGIE IZOLOWANE NA KOŃCU NIEIZOLOWANE NA KOŃCU

WYMIANA CIEPŁA PRZEZ PRĘTY i ŻEBRA

BARDZO DŁUGIE
IZOLOWANE NA KOŃCU
NIEIZOLOWANE NA KOŃCU

Слайд 9

WYMIANA CIEPŁA PRZEZ ŻEBRA Ciepło przejmowane od żebra przy rzeczywistym rozkładzie

WYMIANA CIEPŁA PRZEZ ŻEBRA

Ciepło przejmowane od żebra przy rzeczywistym rozkładzie temperatury

wzdłuż jego wysokości

Ciepło przejmowane od żebra przy stałej temperaturze żebra wzdłuż jego wysokości

SPRAWNOŚĆ ŻEBRA OKREŚLA STOSUNEK CIEPŁA PREJMOWANEGO OD ŻEBRA PRZY RZECZYWISTY ROZKŁADZIE TEMPERATUR DO CIEPŁA PRZEJMOWANEGO OD ŻEBRA PRZY STAŁEJ TEPERATURZE WZDŁUŻ JEGO WYSOKOŚCI

Слайд 10

SPRAWNOŚĆ ŻEBER

SPRAWNOŚĆ ŻEBER

Слайд 11

EFEKTYWNOŚĆ ŻEBRA Strumień ciepła oddanego przez żebro można wyrazić również równaniem

EFEKTYWNOŚĆ ŻEBRA

Strumień ciepła oddanego przez żebro można wyrazić również równaniem Pecleta:
Dla

żebra płaskiego prostego zaizolowanego na końcu
Dla nieizolowanego na końcu
Dla żebra okrągłego o stałej grubości
Dla żebra prostego o profilu trójkątnym
Слайд 12

EFEKTYWNOŚĆ ŻEBRA Po podzieleniu kCŻ przez α otrzymuje się: Wielkość ta

EFEKTYWNOŚĆ ŻEBRA

Po podzieleniu kCŻ przez α otrzymuje się:
Wielkość ta wyraża zwiększenie

strumienia ciepła w porównaniu ze ścianką nieożebrowaną przy założeniu że temperatura ścianki nie ulegnie zmianie na skutek stosowania żeber dla żebra prostego o stałej grubości jest:
W przypadku żebra nieskończenie długiego, po wykorzystaniu liczby Biota (Bi=αδ/λ) efektywność żebra wynosi:
Wynika stąd wartość krytyczna Bikr=2. gdy liczba Biota jest większa niż 2 – żebro działa jak izolator. Dla rzeczywistych żeber przyjmujemy, Bi<0,1 i wtedy jest wystarczająca efektywność działania żeber
Слайд 13

CELOWOŚĆ STOSOWANIA ŻEBER Stosowanie żeber jest celowe tylko w przypadku, gdy

CELOWOŚĆ STOSOWANIA ŻEBER

Stosowanie żeber jest celowe tylko w przypadku, gdy przez

użebrowanie powierzchni osiąga się zwiększenie STRUMIENIA PRZEJMOWANEGO CIEPŁA. Aby określić to kryterium należy przyrównać do zera pochodną:
W rzeczywistości temperatura żebra zmienia się tak z jego wysokością, jak i grubością. Współczynniki przejmowania ciepła od bocznych powierzchni żeber nie są stałe, a średnia ich wartość maleje w miarę wzrostu wysokości żebra. W związku z tym w praktyce jest celowe stosowanie żeber płaskich o przekroju prostokątnym, gdy:
Слайд 14

WYMIANA CIEPŁA PRZEZ ŻEBRA Przenikanie ciepła przez płaską ścianę z jedną powierzchnią użebrowaną.

WYMIANA CIEPŁA PRZEZ ŻEBRA

Przenikanie ciepła przez płaską ścianę z jedną powierzchnią

użebrowaną.
Слайд 15

PRZYPADKI SZCZEGÓLNE DLA OKRĄGŁE ŻEBRO PŁASKIE Dla żebra okrągłego o stałej

PRZYPADKI SZCZEGÓLNE DLA OKRĄGŁE ŻEBRO PŁASKIE

Dla żebra okrągłego o stałej grubości

pole powierzchni izotermicznej A = 2πrδ a pole powierzchni przejmowania ciepła dF= 4πrdr
Слайд 16

PRZYPADKI SZCZEGÓLNE DLA ŻEBRO PROSTE O PROFILU TRÓJKĄTNYM Dla żeber o

PRZYPADKI SZCZEGÓLNE DLA ŻEBRO PROSTE O PROFILU TRÓJKĄTNYM

Dla żeber o zmiennym

profilu wygodnie jest odwrócić oś x, wówczas profil żebra:
Слайд 17

Слайд 18

PRZEWODZENIE CIEPŁA PRZY ISTNIENIU WEWNĘTRZNYCH ŹRÓDEŁ CIEPŁA W ŚCIANCE PŁASKIEJ JAKIE

PRZEWODZENIE CIEPŁA PRZY ISTNIENIU WEWNĘTRZNYCH ŹRÓDEŁ CIEPŁA W ŚCIANCE PŁASKIEJ

JAKIE BĘDĄ

ROZKŁADY TEMPERATUR GDY NA OBU ZEWNĘTRZNYCH POWIERZCHNIACH WYSTĘPUJĄ JEDNAKOWE TEMPERATURY?

1. WYZNACZENIE ROZKŁADU TEMPERATURY W ŚCIANCE PŁASKIEJ

Слайд 19

PRZEWODZENIE CIEPŁA PRZY ISTNIENIU WEWNĘTRZNYCH ŹRÓDEŁ CIEPŁA W ŚCIANCE PŁASKIEJ 2.

PRZEWODZENIE CIEPŁA PRZY ISTNIENIU WEWNĘTRZNYCH ŹRÓDEŁ CIEPŁA W ŚCIANCE PŁASKIEJ

2. WYZNACZENIE

ROZKŁADU TEMPERATURY W ŚCIANCE PŁASKIEJ GDY NA OBYDWU POWIERZCHNIACH WYSTĘPUJĄ TE SAME TEMPERATURY
Слайд 20

PRZEWODZENIE CIEPŁA PRZY ISTNIENIU WEWNĘTRZNYCH ŹRÓDEŁ CIEPŁA W ŚCIANCE PŁASKIEJ 3.

PRZEWODZENIE CIEPŁA PRZY ISTNIENIU WEWNĘTRZNYCH ŹRÓDEŁ CIEPŁA W ŚCIANCE PŁASKIEJ

3. WYZNACZENIE

GĘSTOŚCI STRUMIENIA CIEPŁA ODPROWADZANEGO OD POWIERZCHNI ŚCIANKI

DLACZEGO JEŻELI , to zwroty wektorów q1 oraz q2 są zgodne,
a gdy , to zwroty są przeciwne?

Слайд 21

PRZEWODZENIE CIEPŁA PRZY ISTNIENIU WEWNĘTRZNYCH ŹRÓDEŁ CIEPŁA W ŚCIANCE PŁASKIEJ 4.

PRZEWODZENIE CIEPŁA PRZY ISTNIENIU WEWNĘTRZNYCH ŹRÓDEŁ CIEPŁA W ŚCIANCE PŁASKIEJ

4. WYZNACZENIE

GĘSTOŚCI STRUMIENIA CIEPŁA GDY ZNANE SĄ WARUNKI BRZEGOWE TRZECIEGO RODZAJU: TP1,α1 ORAZ TP2,α2
Слайд 22

PRZEWODZENIE CIEPŁA PRZY ISTNIENIU WEWNĘTRZNYCH ŹRÓDEŁ CIEPŁA W NIESKOŃCZENIE DŁUGIM WALCU

PRZEWODZENIE CIEPŁA PRZY ISTNIENIU WEWNĘTRZNYCH ŹRÓDEŁ CIEPŁA W NIESKOŃCZENIE DŁUGIM WALCU

O PROMIENIU ZEWNĘTRZNYM rw

1. WYZNACZENIE ROZKŁADU TEMPERATURY

Слайд 23

PRZEWODZENIE CIEPŁA PRZY ISTNIENIU WEWNĘTRZNYCH ŹRÓDEŁ CIEPŁA W NIESKOŃCZENIE DŁUGIM WALCU

PRZEWODZENIE CIEPŁA PRZY ISTNIENIU WEWNĘTRZNYCH ŹRÓDEŁ CIEPŁA W NIESKOŃCZENIE DŁUGIM WALCU

O PROMIENIU ZEWNĘTRZNYM rw

2. WYZNACZENIE GĘSTOŚCI STRUMIENIA CIEPŁA ODPROWADZANEGO OD POWIERZCHNI WALCA

Слайд 24

PRZYPADKI SZCZEGÓLNE DLA ŻEBER O ZMIENNYM PRZEKROJU

PRZYPADKI SZCZEGÓLNE DLA ŻEBER O ZMIENNYM PRZEKROJU

Слайд 25

WYMIANA CIEPŁA PRZEZ ŻEBRA

WYMIANA CIEPŁA PRZEZ ŻEBRA

Слайд 26

Слайд 27

Слайд 28