J'essaie de développer une équation pour déterminer la vitesse de refroidissement d'un tube d'acier dans l'air. J'utilise la loi de Fourier, la loi de Stefan-Boltzman, la loi de Newton ainsi que l'équation de la capacité thermique spécifique. Le tube transfère la chaleur par rayonnement et convection dans l'air, ainsi que par conduction vers le lit de refroidissement en acier sur lequel il repose. L'équation que j'ai déterminée à partir de ceux-ci est $$ T_ {tube, final} = T_ {tube, initiale} - \ frac {(\ point Q_ {rayonnement} + \ point Q_ {convection} + \ point Q_ {conduction}) \ times \ Delta t} {\ rho VC {p}} $$ où, $$ \ dot Q_ {radiation} = \ epsilon \ sigma A (T_ {tube, initiale} ^ 4-T_ {air} ^ 4), $$ $$ \ point Q_ {convection} = hA (T_ {tube, initiale} -T_ {air}), $$ $$ \ point Q _ {conduction} = kA \ frac {T_ {tube, initiale} -T_ {lit de refroidissement}} {dx}. $$ Les propriétés thermodynamiques de l'acier sont: $$ C_ {p} = 416 \ frac {J} {kgK} $$ $$ \ rho = 7667 \ frac {kg} {m ^ 3} $$ $$ k = 24.2 \ frac {W} {mK} $$ $$ \ epsilon = 0,86 $$ Mes hypothèses faisant cette équation sont:
- La température de l'air et la température du lit de refroidissement sont constantes à 300 K.
- Les propriétés dépendantes de la température ne varient pas beaucoup et doivent être considérées comme constantes.
- Le coefficient de transfert de chaleur est de 5 tW / (m ^ 2K).
- La température dans tout le tube est conforme
Je sais que le tube commence à environ 1300 K et tombe à environ 1150 K en environ 40 secondes, lorsque j'utilise cette équation, même si la température finale est très basse, voire négative. Pouvez-vous m'aider à me diriger dans la bonne direction? Je ne cherche pas à développer une équation précise à 100%. Juste celui qui me donnera une estimation précise avec seulement quelques pour cent d’erreur.