Тепловой контроль и диагностика. Нестерук Д.А - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

24
Адиабатический и неадиабатический теплообмен
В активных процедурах ТК мощность потока нагрева может
значительно превышать мощность встречного потока теплоотдачи за счет
конвекции и излучения (например при ТК металлических поверхностей). В
этом случае теплообмен становится адиабатическим и соответствующие
решения теории теплопроводности имеют наиболее простой вид.
Неадиабатический теплообмен включает все три механизма, описанные
выше. Наиболее трудно поддается оценке конвективная компонента
теплообмена со средой, поэтому решение обратных задач тепловизионной
диагностики затруднительно при интерпретации данных, полученных путем
съемки при трудноконтролируемых условиях внешней среды.
Теплопередача в тонких газовых промежутках
Многие дефекты, являющиеся объектами ТК, могут рассматриваться как
тонкие газовые промежутки. Тепловой поток в таких дефектах, возникающий
за счет чистой теплопроводности из-за различных температур на
поверхностях дефектов
1
T и
2
T , описывается выражением (2.1). В теории
теплообмена известно, что конвекцией можно пренебречь, если произведение
критериев Грасгофа и Прандтля удовлетворяет условию:
1000Pr <⋅Gr
. (2.5)
Проверка данного условия для разницы температур
0
12
100 CTT−<
приводит к следующему условию для максимальной толщины дефекта
d :
<d
6 мм, что, как правило, выполняется в ТК.
Радиационный поток в тонких дефектах описывается приближенным
выражением:
)(4
21
3
TTTQ
rd
−⋅⋅≈
σ
,
2
21
TT
T
+
=
(2.6)
Отношение тепловых потоков, обусловленных конвекцией и
излучением:
3
4 Td
K
Q
Q
rd
cv
σ
≈ . (2.7)
Для воздушных дефектов (
-1 -1 o
0.07 Вт м K ; 330 K (57 C)T
λ
==), >
rd
cv
Q
Q
17
для <d 0.5 мм. Таким образом, можно считать, что теплопередача в тонких
газовых дефектах осуществляется путем чистой теплопроводности.
В заключение отметим, что в первом приближении (при малых
разностях температуры
T
∆
между двумя средами, обменивающимися
тепловой энергией), для всех трех механизмов теплопередачи плотность
теплового потока пропорциональна разности температур (
TQ ∆~ ).
Дифференциальное уравнение теплопроводности
Дифференциальное уравнение теплопроводности относится к
дифференциальным уравнениям в частных производных параболического
типа. Нестационарное распределение температуры в анизотропном твердом

Страницы