Теплопроводность- это процесс теплообмена за счет движения безконечно малых структурных частиц электронов, атомов, молекул , происходящих при контакте неодинаково нагретых тел или в неодинаково нагретых частях одного тела. Теплопроводность осуществляется за счет передачи кинетической энергии при столкновении хаотически движущихся молекул. От каких факторов зависит коэф. От св-ва вещества, температуры и давления. Какие величины необходимо знать для экспериментального определения коэф. Как на лабораторной работе определялось термическое сопротивление цилиндрической стенки? Что такое стационарный режим и почему при определении коэф. Тепл-ти необходимо его достижение? Закон Био-Фурье в виде формулы: Свободная конвекция — это процесс теплообмена за счет движения жидкости или газа, вследствие различия. Одновременное протекания конвекции и теплопроводности называется конвективным теплообменом. Конвективный теплообмен между твердой поверхностью и жидкостью или газом называется конвективной теплоотдачей. Температурный напор — разность характерных температур среды и стенки или границы раздела фаз или двух сред, между которыми происходит теплообмен. Произведение значения температурного напора на коэффициент теплопередачи определяет количество теплоты, передаваемое от одной среды к другой через единицу поверхности нагрева в единицу времени, то есть плотность теплового потока. Что такое коэффициент конвективной теплоотдачи? Ккт a — есть тепловой поток, передаваемый через единицу поверхности при единичной разности температур. Какую теорию используют для обобщения опытных значений коэффициента конвективной теплоотдачи? Представляет собой отношение сил конвекции к силам вязкости и характеризует режим движения жидкости при свободной конвекции. Представляет собой комплекс теплофизических параметров среды и характеризует подобие полей скорости и температуры в процессе теплообмена. Последнее изменение этой страницы: Все права принадлежать их авторам. Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления.
уравнение теплопроводности. поток тепла. коэффициенты теплопроводности и температуропроводности. Начальное условие
Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества. Теплопроводностью называется также количественная характеристика способности тела проводить тепло. В сравнении тепловых цепей с электрическими это аналог проводимости. Способность вещества проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности удельной теплопроводностью. Численно эта характеристика равна количеству теплоты, проходящей через образец материала толщиной 1 м, площадью 1 м 2 , за единицу времени секунду при единичном температурном градиенте. В установившемся режиме плотность потока энергии, передающейся посредством теплопроводности, пропорциональна градиентутемпературы:. Минус в правой части показывает, что тепловой поток направлен противоположно вектору grad T то есть в сторону скорейшего убывания температуры. Это выражение известно как закон теплопроводности Фурье. В интегральной форме это же выражение запишется так если речь идёт о стационарном потоке тепла от одной грани параллелепипедак другой:. Знак минус указывает на то, что теплота передается в направлении уменьшения температуры. Количество теплоты, прошедшее в единицу времени через единицу изотермической поверхности, называется плотностью теплового потока:. Этот коэффициент учитывает все особенности явлении теплообмена, происходящие между поверхностью тела и окружающей средой. Плотность теплового потока, передаваемого от поверхности тела в окружающую среду,. Теплопроводность через плоскую стенку при граничных условиях первого рода. При заданных условиях температура будет изменяться только в направлении, перпендикулярном плоскости стенки ось Оx. Граничные условия первого рода запишутся следующим образом: Постоянные С 1 и С 2 определим из граничных условий: Подставляя значения С 1 и С 2 в уравнение 9. Для определения плотности теплового потока, проходящего через стенку в направлении оси Оx, воспользуемся законом Фурье, согласно которому. Учитывая, что , получим. Отношение называют тепловой проводимостью стенки, обратную ей величину - термическим сопротивлением теплопроводности. Закон Стефана — Больцмана — закон излучения абсолютно чёрного тела. Определяет зависимость мощности излучения абсолютно чёрного тела от еготемпературы. Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна площади поверхности и четвёртой степени температуры тела:. При помощи закона Планка для излучения, постоянную можно определить как. Теплопередача— это процесс передачи тепла от одной среды к другой через разделяющую их стенку. В году Вильгельм Вин, воспользовавшись, помимоклассической термодинамики,электромагнитной теорией света, вывел следующую формулу:. Вид этой функции невозможно установить, исходя только из термодинамических соображений. Константу Стефана — Больцмана можно теоретически вычислить только из квантовых соображений, воспользовавшись формулой Планка. Закон излучения Кирхгофа — физический закон, установленныйнемецкимфизикомКирхгофомв году. Отношение излучательной способности любого тела к его поглощательной способности одинаково для всех тел при данной температуредля даннойчастотыи не зависит от их формы и химической природы. Известно, что при падении электромагнитного излучения на некоторое тело часть его отражается, часть поглощается и часть может пропускаться. Доля поглощаемого излучения на данной частоте называется поглощательной способностью тела. С другой стороны, каждое нагретое тело излучает энергиюпо некоторому закону , именуемым излучательной способностью тела. Величины и могут сильно меняться при переходе от одного тела к другому, однако согласно закону излучения Кирхгофа отношение испускательной и поглощательной способностей не зависит от природы тела и является универсальной функцией частоты длины волны и температуры:. По определению, абсолютно чёрное телопоглощает всё падающее на него излучение, то есть для него. Поэтому функция совпадает с излучательной способностью абсолютно чёрного тела, описываемой законом Стефана — Больцмана, вследствие чего излучательная способность любого тела может быть найдена исходя лишь из его поглощательной способности. В действительных условиях работы различных теплообменных устройств теплота передается одновременно теплопроводностью, конвекцией и излучением. Такое явление называется сложным теплообменом. Теплообменными аппаратами называются устройства, предназначенные для передачи теплоты от одного теплоносителя к другому. В зависимости от способа передачи теплоты они бывают контактными и поверхностными. Поверхностные теплообменные аппараты разделяются на регенеративные и рекуперативные. В регенеративных - теплота горячих газов сначала аккумулируется в теплоемкой насадке кирпичах, керамической сыпучей массе, металлических листах, шарах. Затем передается нагреваемому газу воздуху путем его продувания через горячую насадку. Схема регенератора с неподвижной насадкой приведена на рис. Непрерывный процесс теплопередачи между теплоносителями по этой схеме осуществляется с помощью двух регенераторов: Затем аппараты переключаются с помощью клапанов 1 и 2, после чего в каждом из них процесс теплопередачи протекает в обратном направлении. В рекуперативных аппаратах теплота от горячего теплоносителя передается холодному через разделяющую стенку. К таким аппаратам относятся паровые котлы, подогреватели, конденсаторы. Схема простейшего кожухотрубного рекуперативного теплообменника приведена на рис. Кожухотрубные теплообменники состоят из пучка труб 3, концы которых закреплены в специальных трубных решетках 2. Пучок труб расположен внутри общего кожуха 1, причем один из теплоносителей A движется по трубам, а другой B — в пространстве между кожухом и трубами межтрубном пространстве. Движение жидкости в теплообменных аппаратах осуществляется по трем основным схемам: В схеме прямотока горячая и холодная жидкость движутся параллельно в одном направлении, а в схеме противотока — в противоположных направлениях. В схеме перекрестного тока движение одного теплоносителя перпендикулярно движению другого. На практике встречаются более сложные схемы, включающие различные комбинации основных схем. Тепловой расчет теплообменного аппарата может быть проектным, целью которого является определение поверхности теплообмена, и поверочным, в результате которого при известной поверхности нагрева определяются количество передаваемой теплоты и конечные температуры теплоносителей. В обоих случаях основными расчетными уравнениями являются:. В общем случае температуры жидкостей внутри теплообменника не остаются постоянными. Поэтому уравнение теплопередачи Коэффициент теплопередачи k в большинстве случаев изменяется вдоль поверхности теплообмена незначительно, и его можно принять постоянным. При этом температура горячей жидкости понизится на dt ж1 , а холодной - повысится на dt ж2. Интегрируя при постоянных m и k , получаем или. Подставим найденные значения C 1 и C 2 в Полученное значение температурного напора называется среднелогарифмическим. Точно также выводится формула для среднего температурного напора аппарата с противотоком рис. Сравнение средних температурных напоров показывает, что при одинаковых температурах теплоносителей на входе и выходе из аппарата наибольший температурный напор получается в теплообменнике с противотоком, наименьший — с прямотоком. Благодаря большей величине среднего температурного напора рабочая поверхность теплообменника с противотоком оказывается меньшей, чем с прямотоком. Следует отметить, что в тех случаях, когда расходная теплоемкость одного из теплоносителей значительно отличается от другого, или когда средний температурный напор значительно превышает изменение температуры одного из теплоносителей, обе схемы будут равноценны. Известны также начальные температуры жидкостей и их расходные теплоемкости. Искомыми являются конечные температуры и передаваемый тепловой поток. В приближенных расчетах принимают, что температуры рабочих жидкостей изменяются по линейному закону. В точных расчётах используют метод последовательных приближений. Сущность этого метода заключается в следующем. FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна площади поверхности и четвёртой степени температуры тела: Схема регенератора с неподвижной насадкой. Схема кожухотрубного рекуперативного теплообменника. Характер изменения температур рабочих тел при прямотоке. Характер изменения температур рабочих тел при противотоке.
https://gist.github.com/264e5499726c44e9ef51c3dbb6199766
https://gist.github.com/caec511d3def82ab0f185ce19655e823
https://gist.github.com/c5aae7778166891e88affe070b3e93d3