ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И ЭНЕРГОАУДИТА

УСЛОВИЯ ОДНОЗНАЧНОСТИ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА

Для решения практических задач энергосбережения в строительстве и промышленности требуется знание теплового потока, градиента темпера­тур, распределения температур внутри объема тела. Поэтому для каждого конкретного случая к дифференциальному уравнению теплопроводности добавляют математические условия или ряд дополнительных уравнений, называемых условиями однозначности задачи.

Условия однозначности включают в себя геометрические, физические, временные и граничные условия.

Геометрические условия характеризуют геометрические и линейные размеры тела, участвующего в процессе теплообмена.

Физические условия характеризуют физические свойства тела, среды (X, с, р, а) или задается закон внутреннего тепловыделения.

Временные или начальные условия характеризуют особенности проте­кания процесса во времени или распределение температуры внутри тела в начальный момент времени: при т = 0 и Т = f (x, y, z). Очень часто в началь­ный момент времени тело имеет равномерную одинаковую температуру по всему объему: т = 0 и Т = Т0 = const.

Граничные условия характеризуют процессы теплообмена между по­верхностью тела и окружающей средой.

Граничные условия задаются несколькими возможными случаями:

I рода - задается распределение температуры на поверхности тела: Тп =f (x, y, z, т); очень часто Тп = const.

II рода - задается распределение теплового потока на поверхности те­ла: qH = f (x, y, z, т); очень часто qH = const.

III рода - задаются температура окружающей среды Тс и закон тепло­обмена между средой и поверхностью тела. Эти законы зависят от многих факторов и поэтому, чаще всего, используется закон теплообмена Ньютона:

Q = а(Тп — Тс) или —X(dJ/dn) = а(Тп — Тс).

IV рода (условия сопряжения) - характеризуют процессы теплопро­водности между соприкасающимися поверхностями различных тел, когда температура в точке сопряжения тел одинакова, но тепловые потоки раз­ные.

Вопросы стационарной и нестационарной теплопроводности для пло­ских, цилиндрических, тел сложной конфигурации, расчета температурных полей и энергосбережения рассмотрены в [13, 37].