» » Стационарное и нестационарное температурное поле
02.06.2015

Передача тепловой энергии тесно связана с распределением температуры в пространстве и времени, т. е. с температурным полем. В общем случае температура t в любой точке пространства является функцией координат x, y, z и времени τ и, следовательно, уравнение температурного поля будет
t = f(x, у, z, τ).

Подобное поле, в котором температура меняется с изменением времени, называется нестационарным. Если температура во времени не меняется, то поле называется стационарным и его уравнение будет
t = f(x, y, z).

Наконец, простейшим случаем температурного поля, наиболее часто используемым в теории теплообмена, является стационарное одномерное поле, уравнение которого имеет вид
t = f(x).

Большинство формул и законов в учении о теплообмене дается применительно к стационарному режиму, так как математическое описание теплообмена при нестационарном режиме чрезвычайно сложно и найдено только для некоторых, относительно более простых, случаев теплопередачи. Для непрерывно действующих металлургических печей температурное поле (с некоторым приближением) может считаться стационарным и это позволяет широко использовать при расчетах формулы и законы, выведенные для стационарного режима теплопередачи. В периодически действующих, а также нагревательных печах, особенно в части теплового состояния нагреваемых материалов, температурное поле нестационарна Поэтому при расчетах таких печей приходится прибегать к усреднению температуры по времени с последующим использованием формул теплопередачи, выведенных для стационарного режима. Нагрев (или охлаждение) материалов обычно рассчитывают с помощью формул и графиков, выведенных для нестационарного режима теплопередачи.