Obtaining and investigation of the conditions of heat transfer through inhomogeneous inclusion with heat sources

Abstract

The conditions of nonideal heat transfer are obtained for a heat conduction problem of contacting layers through a thin heterogeneous sublayer (inclusion) with acting heat sources (heat sinks). These conditions include both thermal resistances of components of the inclusion and specific powers of heat sources in them. On this basis, the heat conduction problem with nonideal conditions of heat transfer without consideration of inner inclusion is written down. Their use ensures observable features of temperature and heat flux, i.e. the function of temperature and the function of heat flux have a drop when passing through the contact interface. The magnitude of thermal resistance is suggested to be determinedby means of more usual for measuring values, e.g. a thermal conductivity coefficient and a thickness of the inclusion. Surface specific heat sources can be set if the values of heat dissipation on the contact boundary are known. From the obtained and generalized heat transfer conditions, the known conditions of nonideal thermal contact can be obtained as particular cases. Отримано умови неiдеального теплообмiну для задачi теплопровiдностi контактуючих через неоднорiдне тонке включення мiж шарами, у якому дiють джерела (стоки) тепла. У цi умови входять як термiчнi опори складових включення, так i питомi потужностi джерел тепла у них. На цiй основi записано задачу теплопровiдностi з умовами неiдеального теплообмiну без розгляду промiжного включення. Їх використання забезпечує отримання спостережуваних особливостей температури i теплового потоку, а саме функцiї температури i теплового потоку зазнають стрибкоподiбної змiни при переходi через поверхню контакту. Значення термiчного опору пропонується визначати через бiльш звичнi для вимiрювання – коефiцiєнт теплопровiдностi та товщину включення. Поверхневi питомi джерела тепла можна задати, якщо вiдомi величини тепловидiлення на границi контакту. З отриманих узагальнених умов теплообмiну можна отримати вiдомi умови неiдеального теплового контакту як окремi випадки.