2.1. ПРИНЦИП СОВМЕЩЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ

Для систем теплоснабжения, паропроводов и газопроводов трубопроводы, чаще всего, заложены в грунте - массиве. Объем неограниченного массива имеет коэффициент теплопроводности X и беско­нечные размеры по всем направлениям. Трубопроводы можно рассматривать как действующие сосре­доточенные линейные, положительные и отрицательные источники теплоты длиною L (рис. 2.1).

По сравнению с протяженностью L неограниченного массива источник (+Q) и «сток» (-Q) распо­ложены близко друг к другу и поэтому путь между ними является линией наименьшего термического сопротивления. В связи с этим вся теплота, выделяемая источником, будет полностью поглощаться «стоком». Если бы источник и «сток» не воздействовали друг на друга, то каждый из них создавал бы в теле массива температурное поле в виде концентрических изотерм. Тогда

Подпись: 27i LXоткуда T' = T'+ Q

Рис. 2.1. Расположе­ние источника и стока тепло­ты: (+Q) - поло­жительные источники теплоты,

(-Q) - отри­цательные «стоки» теп­лоты, K- место совмещения изотерм

Если бы температурное поле в массиве формировалось только источником или только «стоком», то в точке K была бы температура t3' или же t3''. При одновременном действии источников и «стоков» ре­зультирующее температурное поле получается путем сложения температурных полей, возбуждаемых в массиве отдельными источниками и «стоками» в предположении, что они не мешают друг другу. Если обозначить температуру источника теплоты через t0', а «стока» - t0'', то действительная температура в точке K определится из выражения

Для расчетов условно полагают, что теплота от цилиндрического теплопровода (+Q), заложенного в грунт, передается не в окружающую среду, а забирается отрицательным источником теплоты (-Q) (рис.

2.2).


и используя принцип совмещения температурных полей, можно выразить температуры в любой точке K грунта:

Подпись: in-
27t LX h

Подпись: Q      h	Q      r''
TK = U + ^— in-;    TK = Г+—^- in—

Таким образом, температурное поле в грунте становится определенным, если замерена температура на поверхности массива T0 и известен поток теплоты Q. С другой стороны, тепловой поток цилиндром может быть рассчитан по температуре поверхности массива и еще по одной, любой, температуре в грунте.

1     Jx^^    —in f 2h -1

Q

Естественно ожидать, что максимальная температура грунта будет в точке п (х = 0; у = h + К) и рав­на

Т„ = T0            In fi + 2 -

Если в массиве будет заложено два теплопровода, то соответственно им появляется и два стока. Температурное поле в грунте получится уже как результат совмещения четырех температурных полей.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я