W książce podano podstawy teoretyczne termokinetyki. Omówiono pola temperatury stacjonarne, niestacjonarne, źródłowe i bezźródjowe oraz zjawiska przewodzenia w gazach, cieczach i ciałach stałych w oparciu o metody matematyczne z uwzględnieniem zagadnień brzegowych termokinetyki (metody Fourieraj

Laplaceła, przekształcenia całkowe, konforemne i inne). Książka jest przeznaczona dla inżynierów mechaników, energetyków i chemikóWj zajmujących się maszynami cieplnymi, urządzeniami elektrotermicznymi, aparaturą chemiczną itp. oraz dla studentów odpowiednich wydziałów wyższych szkół technicznych.

PRZEDMOWA.......................... 7

I. Podstawy termokinetyki.................... 9

1. Ogólne wiadomości dotyczące pól temperatury......... 9

2. Podstawowe prawa wymiany ciepła przez styk.......... 14

3. Równanie przewodnictwa cieplnego............... 20

4. Ciepło akumulacji i temperatura średnia............ 27

5. Unoszenie.......................... 38

6. Promieniowanie....................... 52

7. Złożona wymiana ciepła.................... 79

II. Zasadnicze metody rozwiązywania zagadnień brzegowych przewodnictwa cieplnego..................... 83

8. Metoda Fouriera....................... 83

9. Przekształcenie Laplace'a i inne przekształcenia całkowe..... 92

10. Odwzorowanie konforemne.................. 99

11. Metoda różnicowa...................... 103

12. Metoda graficzna....................... 109

III. Stacjonarne, bezźródłowe pola temperatury.......... 114

13. Płyta równolcgłościenna o nieograniczonej powierzchni...... 114

14. Walec kołowy nieskończenie długi............... 117

15. Walce prostokątny nieskończenie długi............. 121

16. Kula............................ 127

17. Bryły innych kształtów.................... 130

IV. Stacjonarne, źródłowe pola temperatury............ 146

18. Płyta równoległościenna o nieograniczonej powierzchni...... 146

19. Walec kołowy nieskończenie długi............... 149

20. Walce prostokątny nieskończenie długi............. 151

21. Kula............................ 156

22. Bryły innych kształtów.................... 158

V. Niestacjonarne, bezźródłowe pola temperatury......... 163

23. Płyta równolcgłośdenna o nieograniczonej powierzchni...... 163

24. Walec kołowy nieskończenie długi............... 176

25. Walec prostokątny nieskończenie długi............. 183

26. Kula........'.................... 189

27. Bryły innych kształtów.................... 196

VI. Niestacjonarne, źródłowe pola temperatury........... 203

28. Płyta równoległościenna o nicogrpniczonej powierzchni...... 203

29. Walec kołowy nieskończenie długi............... 207

30. Walec prostokątny nieskończenie długi............. 211

31. Kula............................ 215

32. Bryły innych kształtów.................... 217

VII. Przewodnictwo ciepła w ciałach anizotropowych........ 221

33. Równanie przewodnictwa dla ciał anizotropowych........ 221

34. Niektóre przypadki pól temperatury w środowiskach ortotropowych . 228

VIII. Teoria potencjału cieplnego.................. 242

35. Stacjonarne pola temperatury................. 242

36. Niestacjonarne pola temperatury................ 250

37. Potencjał zespolony w termokinetyce.............. 256

IX. Zarys teorii podobieństwa................... 261

38. Podobieństwo zjawisk wymiany ciepła............. 261

39. Liczby kryterialne...................... 264

X. Układy analogowe w termokinetyce.............. 269

40. Modelowanie matematyczne.................. 269

41. Stacjonarne, beziródłowe pola temperatury............ 273

42. Stacjonarne, źródłowe pola temperatury............. 286

43. Niestacjonarnej bezźródłowe pola temperatury.......... 288

44. Niestacjonarne, źródłowe pola temperatury........... 294

LITERATURA.......................... 297

SKOROWIDZ RZECZOWY..................... 299

W wielu dziedzinach techniki mamy do czynienia z koniecznością oszacowywania temperatur^ których rozkład wiąże się ściśle z zagadnieniem ruchu ciepła. Stosowane do niedawna metody uproszczone y kosztem ich dokładności umożliwiające szybkie i łatwe wyznaczenie pól temperatury, ustępują obecnie miejsca metodom dokładnym, zapewniającym daleko posuniętą zgodność temperatur wyznaczonych z rzeczywistymi. Zapewnienie przy tym niezbędnej dokładności wymaga posługiwania się coraz bardziej rozbudowanym aparatem matematycznym. Dopiero dzięki zastosowaniu elektronicznych maszyn cyfrowych nabierają praktycznej wartości również wzory skomplikowane o bardzo długim zapisie.

W książce tej są podane w syntetycznej formie podstawy teoretyczne termokinetyki. Znaczna liczba rozwiązanych przykładów umożliwia gruntozone zapoznanie się z zastosowaniem podanej teorii. Większość przykładów dotyczy przewodnictwa cieplnego w ciałach stałych.

W książce zwrócono szczegółną uwagę na metody matematyczne umożliwiające efektywne rozwiązywanie zagadnień termokinetyki. ,

AUTOR Łódź wrzesień 1966

Absorbcyjność 54

— selektywna 55 adiabata 12, 13 akumulacja ciepła 27 analogia hydromcchaniczna 273

— elektryczna 269, 270, 273

— zjawisk 269 anizotropia 221, 289

— prostokątna 226 Apolloniusza okręgi 259 Archimedesa liczba 264

Beckmann 48

Bessela funkcje, 33, 91

Biota liczba 264

błąd metody różnicowej 108

Boltzmanna stała 61

Bouguera-Lamberta prawo 72

Cauchy'ego twierdzenie o reziduach 95 Cauchy*ego-Riemanna warunki 99, 256 ciało adiatermiczne 55

— anizotropowe 13

— atermiczne 55

— białe 55

— diatermiczne 55

— doskonale czarne 55, 59

— izotropowe 13

— jednorodne 22, 28

— nieprzeźroczyste 55

ciało przeźroczyste 55

— szare 55

— zwierciadlane 55 ciepło akumulacji 27

— Joule'a 10

— właściwe 15, 21, 28

cięcie obszaru wiclospójnsgo 257 cosinus Fouriera przekształcenia 93

Dirichleta warunek brzegowy 25

— warunki 89 długość fali 52, 53 dyfuzyjność cieplna 19

Elektrody 274, 278 elektrolit 273 emisyjność 56

— kierunkowa 58

— selektywna 56

— płomienia 74 energia emitowana 66 entalpia 16

— właściwa 15, 17 Eulera liczba 265

Fale elektromagnetyczne 52, 53 Fouriera-Bessela szereg 87, 89 Fouriera liczba 265

— przekształcenie 93

— szereg 87

fankcja analityczna 99, 256

— Bessela 33, 91

— harmoniczna 99, 256

— Grccna 251, 256

— Neumanna 33 funkcje własne 85

Galileusza liczba 265 Gaussa-Ostrogradzkiego prawo 16, 21 gęstość ciepła akumulacji 28

— energii promieniowania 58

— mocy źródeł ciepła 10, 39, 246, 247, 258, 260

gradient temperatury 13 Graetz 43 Graetza liczba 266 Grashofa liczba 48, 266 Grecna funkcja 251, 256 Gregg 49

Hankcla przekształcenie 93 Hermann 49

Intensywność promieniowania 56

— — monochromatyczna 56 izoterma 11, 12

Jądra przekształceń całkowych 92, 93 —

Kirchhoffa-Fouriera równanie 15

Kirchhoffa prawo 64

klasyfikacja fal elektromagnetycznych 52

konduktancja 270

konduktywność 270

konwekcja 38

— swobodna 40

- wymuszona 40 kwadryka tensora 224

Lamberta prawo 57 Laplacc'a przekształcenie 94

— równanie 24 liczba Archimedesa 264

liczba Biota 264

- Eulera 265

- Fouriera 265

- Galileusza 265

- Graetza 266

— Grashofa 266

- Macha 266

- Nusselta 267

— Pecleta 267

— Prandtla 267

— Reynoldsa 268

— Stantona 268

liczby bezwymiarowe 263 T kryterialne 263, 264

— podobieństwa 264 linia elektryczna 289

— Thomsona 289 linie cąuipotencjalne 256

— gradientu temperatury 13 -- izotermiczne 256

— przepływu ciepła 11

Macha łiczba 266 Madcjski 51 Maxwella teoria 52 Mcllina przekształcenie 93 metoda Fouriera 83 graficzna 109

— przekształceń całkowych 92

— — konforemnych 101

— relaksacyjna 103

— rozdzielenia zmiennych 83

— różnicowa 103

— Schmidta 109 Michiejew 49, 51 model fizyczny 269

— matematyczny 269

Natężenie pola 270

— promieniowania 55

— — monochromatycznego 55 Naviera-Stoksa równanie 39 Neumanna funkcja 33

Neumanna warunek brzegowy 25 Newtona prawo 41 nicjednorodność ośrodka 289 Nusselta liczba 267

Panów 109 Pecleta liczba 267

Pkncka prawo 60

— stała 60, 61 podobieństwo geometryczne 261

— fizyczne 261 pojemność cieplna 270 pole gęstości mocy 11

— temperatury 9

— - bezźródłowe 10, 114, 163

— — liniowe 9

— — niestacjonarne 10, 163, 203

— — płaskie 9

— — stacjonarne 10, 114, 145

— — w środowisku jednorodnym anizo-

tropowym 222

— _-___ ortotropowym 228

— - źródłowe 10, 145, 203 potencjał 270

— cieplny 242

— logarytmiczny 247

— newtonowski 242

— zespolony 256 Prandtla liczba 267

prawo Bouguera-Lambcrta 72

— Fouriera 14, 221

— Kirchhoffa 64

— Lamberta 57

— Newtona 41

— Pkncka 60

— Stcfana-Boltzmanna 63

— Wicna 63

— załamania linii gradientu temperatury 9

promieniowanie 52 przekształcenie całkowe 92

— — (cosinus Fouriera) 93

— ~ Fouriera 93

przekształcenie całkowe Hankela 93

— — Laplace'a 94 — Mellina 93

— — odwrotne 92

— — (sinus Fouriera) 93

— konforemne 101 przewodnictwo ciepła 20, 221 przewodność 270

— właściwa 270

Refleksyjność 54 residua 95

Reynoldsa liczba 268 równania adiabat 13 równanie ciągłości 39

— energii 43

— izotermy 12, 236

— Kirchhoffa-Fouriera 15

— kwadryki tensora 224

— Laplace'a 24

— Naviera-Stokesa 39

— Poissona 24

— przewodnictwa cieplnego 20, 222

— różnicowe 103 ruch burzliwy 50

— laminarny 40

Schmidta metoda 109 siła wyporu 46, 264, 266 stała Boltzmanna 63

— Plancka 60, 61

— podobieństwa 262 Staniszewski 51 Stantona liczba 268 Stefana-Boltzmanna prawo 63 stopień czsrni 27, 66 stosunek konfiguracji 70 strumień cieplny, 12, 222 szereg Fouriera 87

— Fouriera-Bcssela 87, 89

— podwójny 87

— potrójny 84, 88

Temperatura płomienia 74

— średnia 29

tensor przewodności cieplnej 15, 221, 278

— — elektrycznej 278 teoria Maxwella 52

— podobieństwa 261

— potenqału cieplnego 242 transformata funkcji 92

— — periodycznej 97

— splotu funkcji 97

— za okres 97 transmisyjność 54

— selektywna 55

Układ analogowy 269 unoszenie 38

Warunek brzegowy I rodzaju 25

— — II rodzaju 25

— — III rodzgu 26

— Dirichleta 25

— Neuiranna 25 warunki Dirichleta 89 Wiena prawo 63 współczynnik konfiguracji 70

współczynnik przejmowania ciepła 41

— przenikania ciepła 81

— przewodności cieplnej 26

— wyrównywania temperatur 19 współrzędne cylindryczne 23

— kartezjańskie 23, 226

— kuliste 23, 227

— prostokątne 23

— sferyczne 23

— walcowe 23, 227 wymiana ciepła złożona 79

Zdolność absorpcyjna 54

— odbijania 54

— pochłaniania 54

— przepuszczania 54

— refleksyjna 54

— transmisyjna 54

Źródło ciepła 10

— — punktowe 10, 242, 244

— — liniowe 10, 245

— — powierzchniowe 10, 246

— — przestrzenne 10, 247