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 |
Общая характеристика процессов передачи теплоты
Теплопередача – это учение о процессах распространения теплоты между различными телами как соприкасающимися, так и находящимися на некотором (подчас весьма значительном) расстоянии друг от друга. Энергетический обмен между взаимодействующими физическими областями, необходимой и достаточной причиной которого служит неодинаковость температур этих областей, называется теплообменом или теплопередачей. Рассматриваемый вид энергетического обмена обуславливается температурным состоянием его участников (а температура, с молекулярно-кинетической точки зрения, является величиной статистического характера) и имеет смысл только применительно к макроскопическим телам. Мерой теплопередачи служит количество перенесенной теплоты Q [Дж], которое называется тепловым потоком. Процессы теплопередачи пронизывают все области технических и биологических знаний человека. Наиболее сложным и совершенным теплообменным аппаратом является человеческий организм. Расстройство его терморегулирования на десятые доли градуса приводит к ухудшению деятельности всех его органов. Существует бесчисленное множество теплообменных процессов, которые по своей физической сущности могут быть разбиты на три основные группы:
возд≈ 0,025 Вт/м∙град, где λ – коэффициент теплопроводности (определяет количество теплоты, которое проводит вещество, и является основной характеристикой теплопроводности).
меняется в очень широких пределах. В описанных выше процессах теплота переносится соприкосновением, т.е. осуществляется при непосредственном контакте физических областей с разными температурами.
). Как правило, различные теплообменные процессы осуществляются комплексно, т.е. наблюдается совместное протекание процессов радиации, теплопроводности и конвекции. Комбинации могут быть самые различные. Комплексный теплообменный процесс, включающий несколько частных, в целом называется теплопередачей. Интенсивность как частных, так и комплексных теплообменных процессов зависит от величины ряда определяющих факторов, к основным из которых относятся следующие:
t интенсифицирует теплообмен (за исключением пленочного кипения). 2. Физические свойства теплообменивающихся сред.
1.2 Контрольные вопросы
1. Что такое теплопередача? 2. Что такое теплопроводность, теплоотдача и лучистый теплообмен? 3. Что определяет интенсивность теплопередачи?
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ Основные понятия
Передача теплоты теплопроводностью связана с наличием разности температур тела. Температурное поле – совокупность значений температуры в данный момент времени для всех точек изучаемого пространства, в котором протекает процесс.
- координаты точки. Такое поле называется нестационарным, оно отвечает неустановившемуся режиму теплопроводности. Если температура тела не изменяется с течением времени, поле называется стационарным. В этом случае
(1) Температура может быть функцией одной, двух и трех координат. Соответственно этому температурное поле называется одно-, двух- и трехмерным. Для одномерного стационарного температурного поля
(2) Если соединить все точки тела с одинаковой температурой, то получим поверхность равных температур – изотермическую поверхность. Изотермические поверхности не могут пересекаться, все они либо замыкаются на себя, либо кончаются на границе тела. Изотерма (линия постоянной температуры) получается в результате пересечения изотермической поверхности плоскостью. Изменение температуры в теле наблюдается лишь в направлениях, пересекающих изотермические поверхности или изотермы. Наиболее резкое изменение темпера- туры получается в направлении нор- мали n к изотермам. Интенсивность изменения температуры в каком-либо направлении характеризуется отноше-
принимающим наибольшее значение в направлении n (рис. 1). Рис. 1
называется температурным градиентом, имеющим размерность [град/м]:
[град/м]. (3) Таким образом, градиент температуры есть вектор, направленный по нормали к изотермной поверхности в сторону возрастания температуры и численно равный частной производной от температуры по этому направлению. grad t является мерой интенсивности изменения температуры. Самопроизвольно теплота переносится только в сторону убывания температуры. Тепловым потоком Q называется количество теплоты, переносимой в единицу времени τ через произвольную поверхность. Тепловой поток, отнесенный к единице поверхности F, называется плотностью теплового потока, удельным тепловым потоком или тепловой нагрузкой поверхности q. Если поверхность, через которую передается теплота, изотермическая, то q является вектором, направление которого совпадает с направлением распространения теплоты в данной точке и противоположно направлению вектора grad t (рис. 1).
Закон Фурье
Для распространения теплоты в любом пространстве необходима разность температур. Т.е. при передаче теплоты теплопроводностью необходимо, чтобы градиент температур в различных точках тела не был равен 0.
, в котором передается теплота
, (4) где λ – множитель пропорциональности (знак «-» показывает, что теплота передается в сторону уменьшения температуры). Исходя из определения q справедлива запись
. (5)
называется коэффициентом теплопроводности, характеризует способность вещества проводить теплоту и является физическим свойством веществ
. (6)
называется количество теплоты, которое проходит в единицу времени через 1 м2 изотермической поверхности при температурном градиенте, равном 1 (при разности температур в 1о на единице толщины 1м). Отсюда единицей измерения λ будет [вт/м2 град/м] = [вт/м град].
нужно определять экспериментально. Для большого числа материалов
,
- коэффициент теплопроводности при температуре to; b – постоянная, определяемая опытным путем.
< 0,2 вт/м град. С ростом температуры теплопроводность газов растет, от давления не зависит.
< 0,7 вт/м град.
< 0,25 вт/м град, то материал может применяться для тепловой изоляции.
< 458 Вт/м град.
увеличивается.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-01-14; просмотров: 131; 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 - 18.190.156.212 (0.032 с.) |