Особенности теплообмена стержней и пластин. Дифференциальные уравнения
Характерной чертой стержней и пластин является малый градиент температуры в поперечном сечении этих тел, обычно его считают равным нулю. Примером стержней могут служить проводники радиотехнических деталей, термоэлектроды термопар, проводники термометров сопротивлений и т. д. Стержень вытянут в одном измерении, в котором движется поток тепла, остальные два размера тела по сравнению с первым
малы. В пластинах, толщина которых по сравнению с другими размерами тела мала, тепловой поток движется в плоскости. Если температурное поле пластин обладает круговой симметрией, то их называют дисками. К ним можно отнести рабочий элемент полупроводникового выпрямителя радиаторного типа, отдельное ребро радиатора; шасси, на котором производится монтаж детали и т. д.
Однако следует помнить, что «стержень» и «пластина» - это физические модели и связь с геометрическими размерами не всегда однозначная. Процесс распространения тепла в стержнях и пластинах существенно отличается от процесса распространения тепла в стенках: тепловой поток, протекающий через любую изотермическую поверхность стенки без внутренних источников тепла, будет в установившемся режиме неизменным, а через различные изотермические поверхности стержней и пластин проходит разный по величине тепловой поток. Это объясняется тем, что при передаче тепловой энергии кондукцией в стержне или пластине происходит непрерывное рассеяние или приток тепловой энергии с поверхности этих тел в окружающую газообразную или жидкую среду благодаря конвекции и излучению.
