Контрольная Физика, 4 задачи 33. Учебная работа № 186663

Учебная работа № 186663. Контрольная Физика, 4 задачи 33

Выдержка из похожей работы

…….

Решение обратных задач теплопроводности для элементов конструкций простой геометрическо формы

…..овить причинные характеристики, то имеем ту или иную постановку обратной задачи теплообмена.
Постановки обратных задач, в отличие от прямых, не соответствуют физически реализуемым событиям. Например, нельзя обратить ход теплообменного процесса и тем более изменить течение времени. Таким образом, можно говорить о физической некорректности постановки обратной задачи. Естественно, что при математической формализации она проявляется уже как математическая некорректность (чаще всего неустойчивость решения) и обратные задачи представляют собой типичный пример некорректно поставленных задач в теории теплообмена.
Граничная ОЗТ — восстановление тепловых условий на границе тела. К этому типу задач отнесем также задачу, связанную с продолжением решения уравнения теплопроводности от некоторой границы, где одновременно заданы температура Т( х*, т) и плотность теплового потока q( х*, т);
Организация охлаждения конструкции камер сгорания является одним из важнейших вопросов проектирования и по сравнению с другими типами тепловых машин усложняется тем, что тепловые процессы протекают при высоких температурах К и давлениях. Так как высокотемпературные продукты сгорания движутся по камере с очень большой скоростью, то резко возрастают коэффициент конвективной теплоотдачи от горячих продуктов сгорания к стенкам камеры и конвективные тепловые потоки , доходящие в критическом сечении сопла до 23,26 – 69,78. Кроме того, теплообмен в конструкции характеризуется высоким уровнем радиации в камере, что приводит к большим лучистым тепловым потокам /13/.
Вследствие мощных суммарных конвективных и лучистых тепловых потоков в стенке камеры температура ее может достигать значений превышающих (1000 – 1500С. Величина этих потоков определяется значениями режимных параметров, составом продуктов сгорания в ядре газового потока и в пристеночном слое, а также температурой внутренней поверхности конструкции. Из-за изменения диаметра проточной части по длине теплопровод от продуктов сгорания оказывается неравномерным. Неравномерным является также распределение температуры по периметру, обусловленное изменением состава продуктов сгорания.
Коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания определяется с учетом совместного воздействия конвективного и лучистого теплового потоков в соответствующем сечении конструкции узла по значениям параметров (давление, состав и температура продуктов сгорания в ядре газового потока и в пристеночном слое) на установившемся режиме эксплуатации /13/.
Время выхода рассматриваемых конструкций на установившийся тепловой режим соизмеримо и может оказаться даже большим времени их работы при эксплуатации. В этих условиях задача определения теплового состояния в период работы сводится к расчету прогрева их под воздействием высокотемпературных продуктов сгорания /1, 2/.
Рассмотрим следующую схему корпуса камеры сгорания.
На поверхности в сечении располагается по две точки замера, расположенных в диаметрально противоположных точках периметра корпуса.
В сечении I – I корпуса сопла можно представить в виде однослойной неограниченной пластины, двухслойной – сечение II – II (Рис.1).
Расчетные схемы элементов конструкции представлены на рисунке 2 и 3.
Обратная тепловая задача для пластины формулируется следующим образом. Требуется по замерам температуры и теплового потока к пластине (рис.2) при X = 0 найти изменения температуры и теплового потока на поверхности X = 1.
Решение обратной тепловой задачи в такой постановке целесообразно построить с использованием решения задачи Коши /3/.
В пространстве переменных задана некоторая гладкая поверхность Г. С каждой точкой связывается некоторое направление , некасательное Г.
В окрестности поверхности Г требуется найти решение уравнения.
удовлетворяющего условиям Коши
где – безразмерные время и координата.
Нетрудно убедитьс…