Пример 2.5
Описание демо-примера
Расположение
Demo\Теплогидравлика\Задачи из учебника\Пример 2.5\Пример 2.5.prt
Условие задачи
Длинный вал диаметром d=2∙r0=120 мм, который имел температуру t0=20°С, был помещен в печь с температурой tж=820°С. Определить время τ, необходимое для нагрева вала, если нагрев считается законченным, когда температура на оси вала tr=0=800°С. Определить также температуру на поверхности вала tr=r в конце нагрева. Коэффициенты теплопроводности и температуропроводности стали равны соответственно λ=21 Вт/ (м∙°С); а=6,11∙10-6 м2/c. Коэффициент теплопередачи к поверхности вала α=140 Вт/ (м2∙c).
Решение: в коде HS задача решена при помощи блока цилиндрической толстой стенки и теплового граничного условия снаружи стенки, которое задает температуру равной 820°С, с коэффициентом теплоотдачи 140 Вт/(м2∙°С) по условию задачи.
Начальная температура стенки задана равной 20°С, смоделирован процесс прогрева с наружной стороны. Материал с требуемым коэффициентом теплопроводности и температуропроводности задан в соответствующем *.tbl файле.
На графике выведена температура в центре вала и на поверхности в зависимости от времени, а также постоянные величины 800 и 804°С.
Расчет ведется 100 минут модельного времени (6000 секунд), стенка прогревается до искомой температуры через 49.7 минуты, и в этот момент температура на поверхности равна 803.55°С, что находится в хорошем соответствии с ответом задачника.