ТРИВИМІРНА ЗАДАЧА ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ ДЛЯ БАГАТОШАРОВОЇ ПЛИТИ З НЕІДЕАЛЬНИМ ТЕПЛОВИМ КОНТАКТОМ МІЖ ШАРАМИ

Автор(и)

  • Н. М. Антоненко Національний університет «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя, Україна https://orcid.org/0000-0002-0427-6499
  • І. Г. Ткаченко Національний університет «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя, Україна https://orcid.org/0000-0002-4232-2484

DOI:

https://doi.org/10.15588/1607-6885-2023-3-8

Ключові слова:

багатошарова плита, температура, теплопровідність, неідеальний тепловий контакт, подвійне інтегральне перетворення Фур’є, функція податливості.

Анотація

Мета роботи. Отримати аналітичний вираз для обчислення температури в точках багатошарової плити при умові неідеального теплового контакту між її шарами та представити його в зручному для чисельної реалізації вигляді. Дослідити вплив коефіцієнту теплового опору на розподіл температури в шарах плити.

Методи дослідження. Для розв’язання поставленої задачі використано метод інтегральних перетворень (подвійне інтегральне перетворення Фур’є) та метод функцій податливості.

Отримані результати. У вигляді невласних інтегралів Фур’є отримано формули для обчислення температури в будь-якій точці багатошарової плити. Чисельні результати проведено для тришарових плит, на зовнішніх поверхнях яких задано рівномірно розподілене по квадрату теплове навантаження (інтенсивність теплового навантаження на нижній межі в 10 разів більше, ніж на верхній). Отримано розподіли температури, які ілюструють вплив коефіцієнту теплового опору на розподіл температури в точках нижніх меж першого та другого шарів. Збільшення коефіцієнту теплового опору призводить до зменшення температури в точках зазначених меж. Запропонований метод може бути використаний для визначення розподілу температури в плитах з будь-якою скінченою кількістю шарів.

Наукова новизна. Уперше методом функцій податливості розв’язано просторову задачу теплопровідності для шаруватої плити з неідеальним тепловим контактом між шарами. Раніше цим методом розв’язувались лише двовимірна та вісесиметрична задачі такого типу.

Практична цінність. Отримані результати можуть бути використані в якості тестових при проведенні аналогічних розрахунків іншими методами. При проектуванні шаруватих конструкцій, опираючись на результати чисельних розрахунків, можна підбирати їх елементи з необхідними тепловими характеристиками.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-10-11

Номер

№ 3 (2023): Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні

Розділ

Моделювання процесів в металургії та машинобудуванні

Ліцензія

Положення про авторські права Creative Commons

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.