Dynamický model tepelné interakce tuhého tělesa s tekutinou

doc. Mgr. Ivan Kopal, PhD.^1,2; Ing. Marta Harničárová, PhD.¹; doc. Ing. Jan Valíček, Ph.D.^1,3; doc. RNDr. Milena Kušnerová, Ph.D.^1,3

Stáhnout článek v PDF

Práca je venovaná detailnej analýze procesu chladnutia tuhého telesa v látkovom prostredí tekutiny, ktorá sa od neho zohrieva. Tepelná výmena medzi chladnúcim telesom a okolitou tekutinou je modelovaná prostredníctvom systému sústredenej tepelnej kapacity pre kombinovaný prenos tepla konvekciou a radiáciou, a to s aplikáciou dynamickej termoelektrickej analógie medzi nestacionárnym prenosom tepla a prenosom elektrického náboja v uzavretom elektrickom obvode. Popísaný je algoritmus návrhu a exaktného analytického riešenia tepelných diferenciálnych rovníc pre popis uvažovaného systému sústredenej tepelnej kapacity a detailne je diskutovaná vierohodnosť obdržaného riešenia v tvare teplotných funkcií aproximujúcich časovú históriu teploty chladnúceho telesa a zohrievajúcej sa tekutiny. Nájdené teplotné funkcie predstavujú zobecnené analytické riešenie prenosu tepla v systéme sústredenej tepelnej kapacity tuhého telesa v látkovom prostredí okolitej tekutiny, a to ako pre ochladzovanie telesa (ohrev tekutiny), tak aj pre jeho ohrev (ochladzovanie tekutiny).

1. VŠB – Technická univerzita Ostrava, Hornicko-geologická fakulta, Institut fyziky, 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava-Poruba, Česká republika
2. Trenčianska univerzita Alexandra Dubčeka v Trenčíne, Fakulta priemyselných technológií v Púchove, Katedra numerických metód a výpočtového modelovania, I. Krasku 491/30, 020 01 Púchov, Slovenská republika
3. VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství, Regionální materiálově technologické výzkumné centrum, 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava-Poruba, Česká republika