вибрати метод її вирішення. Така первісна послідовність роботи; але необхідно мати на увазі, що існує і зворотний зв'язок - вибір методу може спонукати кілька змінити формулювання завдання в бік уточнення або, навпаки, огрублення схеми досліджуваного природного явища або технічного процесу.
Основні методи вирішення теплових завдань наступні:
а) аналітичний;
б) аналогій;
в) кінцевих різниць;
Всяка завдання має лише одне рішення, але форма рішення може бути різною. У всіх випадках рішення має задовольняти рівнянню теплового балансу і крайовим умовам.
Нижче даються короткі дані про сутність, переваги і вади і про можливі областях застосування кожного методу.
Аналітичний метод. Аналітичний метод полягає в тому, що, користуючись повною математичної формулюванням завдання, знаходять аналітичне рішення. Зазвичай слід знаходити вже готове рішення, а не нове. При відсутності готового рішення доцільно спробувати знайти його рішення у вигляді суми (комбінації) наявних рішень, користуючись відомим принципом суперпозиції.
Гідності. Рішення є точним - точність розрахунків залежить лише від точності закладаються вихідних даних і точності вироблених обчислень. Зручність аналізу - можливість подання в безрозмірною формі і часто у вигляді розрахункових графіків. Використання ЕОМ. Можливість обчислення температури для будь-якої точки тіла і для будь-якого моменту часу без необхідності попереднього розрахунку для попередніх моментів.
Недоліки. Обмеженість кола завдань, для яких можуть бути отримані рішення.
Метод аналогій. Метод аналогій полягає в тому, що рішення теплової задачі замінюють рішенням задачі іншої фізичної (матеріальної) сутності, в якій рівняння балансу і всі УО збігаються, хоча розмірності різні. Це останнє відмінність при бажанні може бути завжди виключено приведенням всіх даних до безрозмірного вигляду. Зазвичай вказують, що метод аналогій є метод експериментальний. Слід підкреслити, що таке обмеження неточно орієнтує; навпаки, слід, перш ніж ставити експеримент, спробувати знайти рішення іншим, особливо аналітичним шляхом, але відшукуючи вже наявне рішення для аналога.
Відомо безліч різних фізичних процесів (теплові, гідравлічні та електричні), що об'єднуються спільністю законів, якими вони керуються. Високий ступінь розробленості теорії і техніки електрики роблять метод електротеплових аналогій особливо плідним.
Метод кінцевих різниць. Метод полягає в тому, що в рівнянні теплового балансу, яке підлягає вирішити, все нескінченно малі різниці (диференціали) замінюються кінцевими, але малими різницевими величинами.
Гідності. Можливість вирішити досить складні завдання, у тому числі з тілами складної фігури, зі змінними ГУ і теплофізичними характеристиками, зі зміною агрегатного стану. Використання ЕОМ.
конкретного завдання.
За основне розрахункове рівняння береться рівняння теплопровідності Фур'є, яке має вигляд:
Аналіз натурних даних показує, що швидкості течії настільки малі, що з рівняння можна виключити -, тоді рівняння приймає вигляд:
Коефіцієнт температуропровідності води не змінюється по глибині і розраховується з рівняння теплопровідності в іншому вигляді:
онежский озеро теплової глибина
Далі вибирається загальний розрахунковий період часу, інтервал глибини? z, і за умовою Шмідта=1, розраховується проміжок часу? ? , Через який проводиться розрахунок температури води, потім виконується розрахунок температур по рівнянню:
При відсутності льодового покриву гранична умова виражається рівнянням теплового балансу для поверхні води:
Результуючий тепловий потік. проходить через відкриту водну поверхню, можна визначити по рівнянню теплового балансу:
,
де
зустрічне довгохвильове випромінювання атмосфери; втрати тепла водою шляхом довгохвильового випромінювання; тепло, що втрачається водою при випаровуванні; конвективний теплообмін між водоймою і атмосферою.
Поглинена водою сумарна сонячна радіація розраховується за формулою А.П.Браславского і З.А. Викулин:
сумарна радіація на рівні моря; коефіцієнт, що враховує відхилення значень вологості повітря від її среднеширотной значення; коефіцієнт, що враховує вплив висоти даного пункту над рівнем моря; відносна щільність хмарного покриву; коефіцієнти, що враховують непропу...
