Авторы
Левченко В.А., Кащеев М.В., Дорохович С.Л., Зайцев А.А.
Организация
ООО ЭНИМЦ «Моделирующие системы», Обнинск, Россия
Левченко В.А. – директор, кандидат технических наук.
Кащеев М.В. – главный научный сотрудник, доктор технических наук. Контакты: 249035, Обнинск, Калужская обл., пр-т Ленина, 133. Тел.: (484) 396-03-61; e-mail:
Дорохович С.Л. – главный инженер, кандидат технических наук, доцент.
Зайцев А.А. – заведующий лабораторией, кандидат технических наук.
Аннотация
Статья посвящена определению влияния энерговыделения в прямом ребре параболического профиля на его характеристики. Такое ребро требует минимума материала на его изготовление для отвода определенного количества тепла. Получено аналитическое решение задачи теплопроводности в прямом ребре с параболическим профилем и непрерывно действующими источниками тепла. В качестве граничных условий задается температура основания ребра, а в вершине ребра ставится условие ограниченности температуры. В результате анализа распределения температуры по высоте ребра математически подтверждено, что наличие энерговыделения в ребре повышает его температуру. Определены эффективность ребра и тепловой поток через основание ребра. Энерговыделение в ребре повышает его эффективность по сравнению с эффективностью ребра при отсутствии энерговыделения, а также уменьшает тепловой поток. Найдено ограничение по значениям энерговыделения в ребре как условие применимости оребрения. Эффективность ребра должна быть меньше единицы. Если эффективность превосходит единицу, ребро играет противоположную роль: поток направлен в обратную сторону. Определены оптимальные размеры ребра. В статье получено выражение для коэффициента наращивания поверхности kH. При расчете нагревания (охлаждения) тела с оребренной поверхностью коэффициент теплоотдачи следует увеличивать в kH раз.
Ключевые слова
оребрение поверхности, ребра с энерговыделением, наращенная
поверхность, прямое ребро параболического профиля, эффективность ребра,
тепловой поток, уравнение теплопроводности для ребра, метод вариации
произвольных постоянных Лагранжа
УДК 536.21
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2022, № 2, c. 221–229