Основы гидрофизики. Беховых Л.А - 99 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

АГАУ | Барнаул

Составители: 

Рубрика: 

99
τ − время;
z и h − соответственно, переменная и полная глубина водо-
хранилища;
α и λ
т
− соответственно, коэффициенты теплоотдачи и тур-
булентной теплопроводности.
Рассмотрим метод суперпозиции на примере решения кон-
кретной тепловой задачи, заимствованной из рекомендаций [36].
Требуется найти распределение температуры воды по
глубине на конец третьей декады июня в слабопроточном во-
дохранилище глубиной 40 м, если в начальный момент (1 ию-
ня) температура воды по глубине одинакова и равна 4°С. На-
грев воды происходит в результате теплообмена с атмосфе-
рой, его ход показан на рисунке 4.2 (схема
1): в течение пер-
вой декады (τ
1
) тепловой поток постоянен (Q
1
= 150 Вт/м
2
), в
течение двух последующих декад он возрастает, причем во
второй декаде (τ
2
) со скоростью Q
′
о
= 0,4 Вт/(м
2
·ч), а в третьей
(τ
3
) − со скоростью Q
″
о
= 0,3 Вт/(м
2
·ч). Коэффициенты турбу-
лентной тепло- и температуропроводности воды, соответствен-
но, равны: λ
т
= 1000 Вт/(м·К) и a
т
= 1 м
2
/ч.
Рис. 4.2. Разложение теплообмена с атмосферой (1)
на составляющие (2, 3, 4)
Порядок расчета температуры воды по глубине водоема
при названных выше условиях следующий.
1.
Согласно принципу суперпозиции раскладываем тепло-
вой поток, приходящий на поверхность воды, на три составляю-
щие (рис. 4.2, схемы
2, 3, 4). Первый поток Q
1
действует в тече-
Q
0
1 2 3 4
Q Q Q
τ
Q
1
Q
'
Q
"
0
Q
1
Q
2
-Q
3
τ
1
τ
2
τ
3
τ
1
τ
2
τ
3
τ
1
τ
2
τ
3
τ
1
τ
2
τ
3
     τ − время;
     z и h − соответственно, переменная и полная глубина водо-
             хранилища;
     α и λт − соответственно, коэффициенты теплоотдачи и тур-
             булентной теплопроводности.
      Рассмотрим метод суперпозиции на примере решения кон-
кретной тепловой задачи, заимствованной из рекомендаций [36].
      Требуется найти распределение температуры воды по
глубине на конец третьей декады июня в слабопроточном во-
дохранилище глубиной 40 м, если в начальный момент (1 ию-
ня) температура воды по глубине одинакова и равна 4°С. На-
грев воды происходит в результате теплообмена с атмосфе-
рой, его ход показан на рисунке 4.2 (схема 1): в течение пер-
вой декады (τ1) тепловой поток постоянен (Q1 = 150 Вт/м2), в
течение двух последующих декад он возрастает, причем во
второй декаде (τ2) со скоростью Q′о = 0,4 Вт/(м2·ч), а в третьей
(τ3) − со скоростью Q″о = 0,3 Вт/(м2·ч). Коэффициенты турбу-
лентной тепло- и температуропроводности воды, соответствен-
но, равны: λт = 1000 Вт/(м·К) и aт = 1 м2/ч.

     Q                    Q                      Q                   Q
           1                       2                       3                  4
                      "
                 Q
          Q'
     Q1
                  0                Q1

                                                           Q2
                                                                                     τ3
 0
     τ1    τ2     τ3          τ1       τ2   τ3        τ1   τ2   τ3       τ1               τ
                                                                              τ2
                                                                                   -Q3

               Рис. 4.2. Разложение теплообмена с атмосферой (1)
                             на составляющие (2, 3, 4)

    Порядок расчета температуры воды по глубине водоема
при названных выше условиях следующий.
    1. Согласно принципу суперпозиции раскладываем тепло-
вой поток, приходящий на поверхность воды, на три составляю-
щие (рис. 4.2, схемы 2, 3, 4). Первый поток Q1 действует в тече-

                                                 99

Страницы