Тепломассообмен

Термическая инерция тела

Рассмотренные выше три случая изменения температуры тела в среде с переменной во времени температурой нашли широкое применение в задаче о тепловой инерции различных термоприемников.

Из анализа полученных ранее формул видно, какую важную роль во всех типичных случаях играет параметр т0. Величину, обратную т0,

1 С

* = - = -£■ (2.88)

тп aS 47

называют показателем тепловой инерции.

В том случае, когда tc = const, параметр є всецело определяет

быстроту приближения системы к тепловому равновесию со средой. В двух других случаях тепловая инерционность выражается более сложным комплексом, который, однако, по истечении некоторого времени становится прямо пропорциональным є. В табл. 2.1. приведены значения комплекса U, определяющего тепловую инерцию тела для трёх вышеприведённых случаев.

Изложенная выше теория справедлива не только для однородного тела, но и для системы тел, если выполняется основная предпосылка: температурное поле системы тел равномерно. Пусть полная теплоёмкость С системы:

т

с = I С,

і = 1

где С, - полная теплоёмкость г-ой части системы, п - число тел в системе.

т

£с- £~ aS ’

где S - наружная площадь системы, участвующая в теплообмене со средой.

Укажем ещё один важный параметр, служащий для характеристики инерционных свойств тела - это время установления Z температуры тела или системы тел.

Временем установления Z системы называют время, по истечении которого разность (t-tc ) температур системы и среды станет меньше

заданной величины А (например, 0,05 град). Часто под А понимают ту небольшую разность температур, которая находится на пределе точности измерений, осуществляемых данной аппаратурой. Если tc неизменна во времени, то Z определяется из формулы (2.71), в которой положим

(г-г0) = Z, = А, а 00 ~tc) будем считать заданными, тогда