Виды краевых граничных условий

Для решения температурной задачи в конкретных условиях необходимо задать начальное рас­пределение температуры в сооружении, которое обычно записыва­ется в виде функции и граничные условия на кон­туре тела, которые имеют следующие виды:

а) I рода - в виде значения температурной функции;

б) II рода - в виде величины теплового потока у, Вт/м² (ккал/м²-ч);

в) III рода - в виде зна­чения температуры наружной среды (воздуха, воды) и условия теп­лопередачи на поверхности сооружения, выражаемого следующей зависимостью:

 
         (4.12)

 где - температура наружной поверхности;

- температура наружной среды (воздуха);

а_п - коэффициент теплопередачи, Вт/м²°С;

для контакта «воздух - бетон» а_п = 7-47 (6-40 ккал/м²•ч•°С);

для контакта «вода - бетон» а_в = 500-5000 (400-4000 ккал/м²•ч•°С), на практике принимают а_в = ;
г)  граничные условия  IV рода - в виде равенства  температур    и  и тепловых потоков на контакте двух тел 1 и 2, т. е.

При изменении агрегатного состояния  тела (промерзание   или оттаивание талого грунта) указанное условие  на контакте  между мерзлым () и талым () грунтом записывается в виде

где - теплота агрегатного перехода, Дж/кг;

- влажность грун­та;
р - плотность, кг/м³; 

 - глубина   промерзания   (оттаивания) грунта, м.

Наиболее часто приходится решать задачи при задании гранич­ных условий IIIи IV рода.

Граничные условия II рода задаются при передаче тепла на поверхность  путем  лучеиспускания   (например,   солнечный  обогрев поверхности).

При граничных условиях I рода температурные условия не­сколько схематизируются, так как температура поверхности тела обычно неизвестна вследствие трудности ее замера. В некоторых задачах, для случаев большого значения коэффициента теплопере­дачи, практически можно считать и, таким образом, зада­вать граничные условия I рода.