Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Способы распространения теплоты в пространстве.
Самопроизвольный необратимый процесс переноса теплоты в пространстве с неоднородным распределением температуры называется теплообменом. Теплообмен может осуществляться тремя различными способами: теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением (радиацией). Теплопроводность – это процесс распространения теплоты за счет непосредственного соприкосновения тел или части тела друг с другом. Она обусловлена движением молекул и возможна в твердых, жидких и газообразных средах. Конвекция – это процесс переноса теплоты, движущийся жидкостью движения среды, тем интенсивнее конвекция. Тепловое излучение (радиация) – это распространение теплоты в пространстве по средствам электромагнитных волн. Основной закон теплопроводности – закон Фурье устанавливает взаимосвязь между тепловым истоком, вызванным теплопроводностью, и температурными неоднородностями в среде. Под градиентом температуры понимают вектор, в направлении нормам к изотермической поверхности в сторону увеличения температуры и численно равный частной производной от температуры по этому направлению. grad t = dt/dn 1ñ, где: 1ñ единичный вектор, направленный по нормам ñ в сторону возрастания температуры. Плотность теплового потока прямо пропорциональна градиенту температур ğ = -λ grad t = -λ dt/dn Знак – в этом уравнении отражает направленность векторов grad t и g. Вектор grad t по определению направлен в сторону возрастания температуры, вектор ğ – в сторону ее убыванию. Анализирую последнее выражение, можно установить физический смысл коэффициента теплопроводности λ. Теплопроводность – это количество теплоты, проходящее в единицу времени через единицу поверхности при градиенте температуры, равном единице. Теплопроводность является физическим параметром вещества, характеризующим способность проводить теплоту. Она является функцией природы вещества, температуры и давления. Для газов λ = 0,006 – 0,6 Вт (м*к), он почти не зависит от давления и увеличивается к повышением температуры. Теплопроводность жидкостей λ = 0,07 – 0,7 Вт(м*к). с увеличением температуры она, как правило, уменьшается (кроме воды и глицерина), а с повышением давлением увеличивается.
Конвективный теплообмен.
Конвективный теплообмен между движущийся средой (жидкостью или газом) и поверхностью раздела, например стенкой – называется теплоотдачей. В газах и жидкостях наряду с передачи теплоты теплопроводностью существует и второй вид передачи теплоты конвекцией. Процесс передачи теплоты конвекцией связан с переносом самой средой. Поверхностная плотность теплового потока, передаваемого конвекцией q =L(t1-t2) – закон Ньютона - Рихмана. Где L – коэффициент теплопередачи [Вт/(м3*0с)] t1-t2 - разность температуры между газом и твердым телом. Коэффициент теплопередачи зависит от формы, размера и температуры поверхности твердого тела и от скорости, температуры, теплоёмкости и теплопроводности движущегося газа. Коэффициент теплопередачи учитывает передачу теплоты конвекцией и теплопроводностью. Коэффициент теплоотдачи при свободном движении газа зависит от расположения поверхности в пространстве. В связи с трудностями аналитического или численного расчета коэффициента передачи, на практике широкое распространение получила теория подобия. Геометрическое подобие выражается в пропорциональности сходных линейных размеров тел. Для подобия явлений требуется, чтобы были подобны поля всех физических величин, существенных для процесса. Для подобных явлений должны быть равны критерии подобия – безразмерные комплексы, составленные из размерных физических величин, существенных для данного процесса. Теория подобия используется для обобщения результатов экспериментального исследования и получения расчетных зависимостей. Полученные с ее использованием критериальные уравнения справедливы только в исследованном диапазоне изменения определяющих критериев подобия, поэтому их … за указанные пределы может привести к значительным ошибкам в расчетах.
Лучистый теплообмен. Тепловое излучение представляет собой процесс превращения внутренней энергии излучающее тело в энергию электромагнитных колебаний. Излучение электромагнитных волн свойственно всем телам. Они обладают как волновым, так и корпускулярными свойствами, а именно непрерывностью электромагнитных волн и дискретностью испускаемых частиц – фотонов.
Передача теплоты излучением от одного тела к другому происходит следующим образом. Часть тепловой энергии тела превращается в лучистую энергию и в виде электромагнитных волн распространяются в пространстве со скоростью света. Выделяя на своем пути твердые, жидкие или газообразные тела, тепловые лучи частично поглощаются, частично отражаются и в некоторых случаях частично проходят сквозь эти тела. Поглощенные лучи снова превращаются в тепловую энергию
Общее количество теплоты, излучаемое поверхностью F в единицах времени, называют лучистым тепловым потоком g. Величину лучистого теплового потока, отнесенную к единице поверхности, называют поверхностной плотностью лучистого теплового потока E. E = g/F. Допустим, что на тело падает лучистый поток g0, часть которого gА поглощается телом, часть gR – обращается и часть gД - пропускается, т.е. gА+ gR+ gД = g0 или gА/ g0+ gR/ g0+ gД/ g0 = 1 введем следующее отношение: gА/ g0 = А - координат поглощения.; gR/ g0 = R - коэффициент отражения; gД/ g0 = Д – коэффициент пропускания; Тогда A+R+Д = 1 Если А=1, то R = Д = 0; это означает, что вся лучистая энергия поглощается. Таким свойством обладает абсолютное черное тело. Если R = 1, то А=Д=0, то есть лучистая энергия отражается. Таким свойством обладает зеркальное тело, если отражение происходит согласно закону геометрической оптики, и так называемое абсолютное белое тело, если отражение диффузные (рассеянное). Если Д=1, то А=R=0. В этом случае вся лучистая энергия полностью проходит сквозь тело. Таким свойством обладает абсолютно прозрачное тело. Представление об абсолютно черном, зеркальном и прозрачном телах является условными. Реальные тела одновременно отражают, поглощают и пропускают лучистую энергию. Твердые и жидкие тела лучистую энергию практически не пропускают, т.е. Д=0;А+R=1. газообразные тела, наоборот, хорошо пропускают лучистую энергию и плохо ее поглощают. Двухатомные газы О2, N2, CO, воздух считаются прозрачными, а трехатомные H2O, CO2, SO2 – полупрозрачными.
Вопросы для самоконтроля 1) Какие существуют виды передачи теплоты в пространстве? 2) Конвективный теплообмен. Закон Ньютона - Рихмана. 3) Что такое критерии подобия? 4) Какие тела называются абсолютно черными, абсолютно белыми, серыми?
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основная 1. Луканин В.Н. Теплотехника /В.Н. Луканин, М.Т. Шатров, С.Т. Негаев и др. – М.: Высшая школа, 2000. – 671с.
Дополнительная 1. Драгонов Б.Х. Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве./ Б.Х. Драгонов, А.В. Кузнецов, С.П. Рудобашта. - М.: Агропромиздат, 1990.-228с. 2. Кирушатов А.И. Тепломассообменное оборудование. Тепломассообмен./А.И. Кирушатов, Н.Н.Морозова. Саратов, СГАУ, 2006.-144с.
Лекция 6 ТЕПЛОПЕРЕДАЧА.
Основные понятия. Разделение общего процесса переноса тепла на элементарные явления – теплопроводность, теплоотдачу, излучение – провести не всегда возможно. В действительности эти процессы протекают одновременно и влияют друг на друга. Таковым является процесс теплопередачи - теплоперенос от горячего теплоносителя к холодному через твердую стенку. Тепловой поток теплопередачей определяется из выражения:
Ф = k*F*(t1-t2), где: k – коэффициент теплопередачи, Вт/м3k; F – площадь поверхности теплопередачи; t1 – температура греющей среды; t2 – температура нагреваемой среды. Теплопередача включает в себя теплоотдачу от горячей жидкости к стенке, теплопроводность через стенку и теплоотдачу от стенки к холодной среде. Поэтому коэффициент теплопередачи определяется как функция коэффициентов теплоотдачи и теплопроводности: k = f (d1, d2, λ). Расчетные выражения для подсчета коэффициента теплопередачи учитывают конструкцию стенки: плоская она или цилиндрическая, однослойная или многослойная и т.д.
|
|||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-10-24; просмотров: 306; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.220.178.207 (0.016 с.) |