Температурное ноле от подвижных. источников теплоты
Подвижные источники теплоты можно представить в виде последовательности элементарных мгновенных источников, смещенных в пространстве и во времени.
I. Пусть точечный источник теплоты постоянной мощно
сти ^ движется с постоянной скоростью vt ИЗ ТОЧКИ 0О вдоль оси х и через время tt находится в точке О (рис.3.2). Найдем температуру в точке А в подвижной системе координат х, у,а. , начало которой совпадает с точечным источником 0 . Мгновенный точечный источник, которых; действовал в точке 0' в течение времени dt, выделил теплоту
Q = ^cLt. Через время t согласно уравнению (3.7) этот источник повысил температуру в точке А, расстояние до которой "R1 =|/(x+v£t')a + уа + а1 , на величину
Суммируя приращения температуры от всех элементарных источников за все время tt, получим
В подвижной системе координат температура точки возрастает, но через некоторое время (t—-=-» ) она достигает предельного значения, т. е. температурное поле относительно источника становится как бы неподвижным. Поэтому такое поле называется квазистгщионарным. В этом случае уравнение (3.II) интегрируется и несобственный интеграл принимает вид
■R-/xa + ^+K.£ ; ^ - мощность источника теплоты,
с. Аналогично с помощью уравнения (3.8) можно получить
уравнение квазистацпонарного температурного поля для случая подвижного линейного источника теплоты в бесконечной пластине
т^х>1йеЧ_^М^) ’ (злз)
где г=/хг+уг ; К0 - функция Бесселя второго рода нулевого порядка от мнимного аргумента; - коэффициент, учитывающий влияние "поверхностной теплоотдачи.
3. Для случая нагрева бесконечного стержня подвижным - источником теплоты квазистационарное температурное поле описывается уравнением
В качестве примера на рис.3.3 показано температурное поле от подвижных линейных источников теплоты в пластине, дви
жущихся с различной скоростью irt при постоянной погонной энергии tyn*cj,/vc. Видно, что по мере пропорционального увеличения мощности и скорости источника теплоты изотермы несколько расширяются и значительно удлиняются.