Записать уравнение для поверхности печи

Автор
Сообщение
testkorob
#59482 2024-01-12 14:34 GMT

Существует печка, стенки которой возможно даже многослойные, известной толщины из материалов с известной теплопроводностью. С одной стороны стенки горит синтез-газ (смесь водорода и угарного газа) с температурами пусть будет 1500С, с другой стороны стенки температура комнатная, пусть будет 20С.
Нужно записать уравнение согласно которому определяется температура наружной поверхности стенки (там где 20С), если весь процесс устоявшийся во времени.

zam
#59486 2024-01-12 15:23 GMT
#59482 testkorob :

Нужно записать уравнение согласно которому определяется температура наружной поверхности стенки .

Вы неправильно ставите задачу.

Собственно, вам нужно задать вопрос так. На расстоянии 1 метр от стенки температура воздуха 200С. Какая будет температура поверхности стенки, если (и тут много всяких условий — тепловое сопротивление стенки, температура с другой стороны стенки, потоки воздуха в помещении, стенка вертикальная или горизонтальная… и т. д.).

И это не физика, это теплотехника (прикладная инженерная дисциплина).

testkorob
#59488 2024-01-12 15:41 GMT
#59486 zam :
#59482 testkorob :

Нужно записать уравнение согласно которому определяется температура наружной поверхности стенки .

Вы неправильно ставите задачу.

Собственно, вам нужно задать вопрос так. На расстоянии 1 метр от стенки температура воздуха 200С. Какая будет температура поверхности стенки, если (и тут много всяких условий — тепловое сопротивление стенки, температура с другой стороны стенки, потоки воздуха в помещении, стенка вертикальная или горизонтальная… и т. д.).

И это не физика, это теплотехника (прикладная инженерная дисциплина).

 

хорошо, давайте задачу так сформулируем

есть сосуд, материал и размер известен, внутри сосуда поддерживается температура Т, как найти температуру поверхности сосуда t? снаружи сосуда воздух, условно можно считать, что он не движимый и конвективной передачи нет, есть только излучение. состояние стабильное, т.е. устоявшееся

zam
#59490 2024-01-12 16:43 GMT
#59488 testkorob :

снаружи сосуда воздух, условно можно считать, что он не движимый и конвективной передачи нет

Так можно считать только в условиях невесомости. Тогда в простейшем случае (шарообразный сосуд) можно воспользоваться стандартным методом решения задачи про теплопроводность через шаровую стенку. Вот как тут, например: https://infopedia.su/9xfe7c.html   https://infopedia.su/9xfe7c.html  .

… есть только излучение. состояние стабильное, т.е. устоявшееся

А это бывает только для тела в вакууме. Тогда температура поверхности шара может быть определениа решением уравнения 

\(L=4\pi R^2\varepsilon \sigma T^4\)

Тут \(L\)  — мощность источника тепла, \( \sigma\)  — постоянная Стефана-Больцмана, \(\varepsilon \)  — степень черноты поверхности шара (для абсолютно чёрного тела \(\varepsilon = 1\), почти так у Солнца, например), 

testkorob
#59493 2024-01-12 23:26 GMT
#59490 zam :
#59488 testkorob :

снаружи сосуда воздух, условно можно считать, что он не движимый и конвективной передачи нет

Так можно считать только в условиях невесомости. Тогда в простейшем случае (шарообразный сосуд) можно воспользоваться стандартным методом решения задачи про теплопроводность через шаровую стенку. Вот как тут, например: https://infopedia.su/9xfe7c.html   https://infopedia.su/9xfe7c.html  .

… есть только излучение. состояние стабильное, т.е. устоявшееся

А это бывает только для тела в вакууме. Тогда температура поверхности шара может быть определениа решением уравнения 

\(L=4\pi R^2\varepsilon \sigma T^4\)

Тут \(L\)  — мощность источника тепла, \( \sigma\)  — постоянная Стефана-Больцмана, \(\varepsilon \)  — степень черноты поверхности шара (для абсолютно чёрного тела \(\varepsilon = 1\), почти так у Солнца, например), 

а если у нас бесконечно большая сфера? т.е. поверхность стремиться в плоскости

а как определить температуру, если я не знаю мощности

zam
#59495 2024-01-13 00:03 GMT
#59493 testkorob :

а если у нас бесконечно большая сфера? т.е. поверхность стремиться в плоскости

Вычислить предел.

а как определить температуру, если я не знаю мощности

Тогда не определить.

Обычно решают обратную задачу — по известной температуре поверхности определяют мощность источника энергии.

Например, по известной температуре поверхности Солнца определяют мощность термоядерных реакций в ядре Солнца.

 

testkorob
#59496 2024-01-13 10:16 GMT

А если нужно узнать величину теплоизоляции, как тогда быть?

zam
#59497 2024-01-13 11:05 GMT
#59496 testkorob :

А если нужно узнать величину теплоизоляции, как тогда быть?

Воспользоваться калькулятором:

https://www.stroiysam.ru/kalkulyator_teplotekhnicheskogo_rascheta_steny_v101    https://www.stroiysam.ru/kalkulyator_teplotekhnicheskogo_rascheta_steny_v101