Афанасьев А.М., Бахрачева Ю.С. Задача о тепломассообмене полупространства с воздушным потоком при периодическом изменении температуры воздуха
Рейтинг:
/ 0
- Подробности
- Просмотров: 110
DOI: https://doi.org/10.15688/mpcm.jvolsu.2024.2.2
Анатолий Михайлович Афанасьев
Доктор технических наук, профессор кафедры информационной безопасности,
Волгоградский государственный университет
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
,
просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация
Юлия Сагидулловна Бахрачева
Кандидат технических наук, доцент кафедры информационной безопасности,
Волгоградский государственный университет
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
,
просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация
Аннотация. Сформулирована система дифференциальных уравнений, краевых и начальных условий для расчета полей температуры и влагосодержания в однородном полупространстве, граница которого обдувается воздушным потоком. Теплообмен границы с воздушной средой происходит по закону Ньютона, а массообмен — по закону испарения Дальтона. В исходном состоянии воздух и материал имеют одинаковую температуру, а водяной пар, как вблизи поверхности материала, так и за пределами пограничного слоя, находится в состоянии насыщения, поэтому обмена теплом и влагой между воздухом и материалом не происходит. В некоторый момент температура воздуха начинает совершать малые гармонические колебания вблизи своего первоначаль- ного значения. Для математической модели тепломассопереноса, в которой движение влаги к поверхности считают обусловленным только перепадом влагосодержания, то есть явлением термодиффузии пренебрегают, получен асимптотический по времени вид полей температуры и влагосодержания. Поле влагосодержания имеет вид затухающей гармонической волны, а поле температуры представляется наложением двух волн такого же типа, у которых од- на и та же частота, но разные коэффициенты затухания и фазовые скорости. Проведен расчет основных параметров волн для материала с характеристи- ками глины, дано сравнение полученных результатов с экспериментальными данными. Построенное решение является обобщением известных в литера- туре формул Фурье, которые справедливы лишь в ситуации, когда материал не содержит влаги, а по гармоническому закону изменяется не температура воздуха, а температура поверхности. Полученные в статье результаты найдут применение в геокриологии в качестве теоретического инструмента при иссле- довании сезонных колебаний теплофизического состояния почвы, что являет- ся важной задачей при планировании хозяйственной деятельности в области распространения мерзлых пород.
Ключевые слова: тепломассоперенос, уравнения Лыкова, задача для по- лупространства, гармонический режим, затухающие волны, глубина проник- новения, время запаздывания, геокриология.
Произведение «Задача о тепломассообмене полупространства с воздушным потоком при периодическом изменении температуры воздуха», созданное авторами по имени Афанасьев А.М., Бахрачева Ю.С. публикуется на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Цитата: Математическая физика и компьютерное моделирование. Том 27 № 2 2024, с. 14-28
 afanasiev.pdfURL: https://mp.jvolsu.com/index.php/ru/component/attachments/download/1145 | 48 Скачивания |