freakpp078

154

Rys. 7.5. Przykład modelowania płaskiego pola temperatury z warunkami brzegowymi pierwszego rodzaju na papierze przewodzącym

7.5. Modelowanie pól temperatury w wannie elektrolitycznej

Za pomocą wanny elektrolitycznej można modelować dwu- i trójwymiarowe, ustalone pola temperatury. Zestaw modelujący składa się ze specjalnego naczynia zwanego wanną elektrolityczną oraz elektrolitu jako wypełnienia (rys. 7.6). Wanna elektrolityczna musi być podobna geometrycznie do rozpa-

Rys. 7.6. Przykład modelowania płaskiego pola temperatury z warunkami brzegowymi pierwszego rodzaju w wannie elektrolitycznej

trywanego przedmiotu. Jej ścianki wykorzystuje się do modelowania warunków brzegowych, zaopatrując je w elektrody. Ścianki wanny, pozbawione elektrod, odpowiadają powierzchniom adiabatycznym lub powierzchniom symetrii danego pola temperatury. Elektrolit wypełniający wannę zastępuje ośrodek przewodzący w rzeczywistym zagadnieniu przewodnictwa i charakteryzuje się współczynnikiem przewodności elektrycznej, dla którego analogiem jest współczynnik przewodzenia ciepła.

7.6. Ćwiczenie laboratoryjne

Tematem ćwiczenia jest modelowanie na dyskretnym analogu elektrycznym ustalonego, dwuwymiarowego pola temperatury. Celem ćwiczenia jest poznanie metody modelowania analogowego oraz sposobu jej wykorzystania do określania przebiegu izoterm i przewodzonego strumienia cieplnego. Ćwiczenie polega na rozwiązaniu następującego zadania.

Przez kanał kominowy, wykonany z cegły, przepływają spaliny o średniej temperaturze T_s. Współczynnik przejmowania ciepła od spalin do wewnętrznej

powierzchni kanału wynosi a_s. Ciepło jest odbierane przez powietrze, od zewnętrznych ścian kanału, przy współczynniku a₀. Średnia temperatura powietrza wynosi T₀. Schemat kanału, wymiary i przykładowe dane zawiera rys. 7.7. Należy wyznaczyć przebieg izoterm w przekroju poprzecznym kanału i określić strumień ciepła, odbierany od spalin, przypadający na 1 m wysokości komina.

Rys. 7.7. Przekrój kanału kominowego i przykładowe dane do zadania