Теплопроводность. Механизм теплопроводности.

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. (перенос внутренней энергии от более нагретых частей тела (или тел) к менее нагретым частям (или телам).

Коэффициент теплопроводности. Определение, обозначение, размерность.

Коэф. Теплопров-ти λ является физическим параметром вещесва и предстваляет тепловой поток Q(Вт), проходящий через еденицу площади пов-ти (м^2) при единичном градиенте температуры(К/м). λ=Вт/(м^2(K/м))

3. От каких факторов зависит коэф. Теплопроводности?
От св-ва вещества, температуры и давления.

4.Какие величины необходимо знать для экспериментального определения коэф. Теплопроводности?

(λ=Q х ln(d2/d1)/((tw1 – tw2) х 2пl)) где d2-наружный диаметр; d2-внутренний диаметр l-расчеткая длинна цилиндрического слоя исследуемого материала. tw1-внутренняя температура пов-ти; tw2-внешняя температура пов-ти. Мощность нагрева-Q.

Как на лабораторной работе определялось термическое сопротивление цилиндрической стенки?

Что такое стационарный режим и почему при определении коэф. Тепл-ти необходимо его достижение?

7. Закон Био-Фурье в виде формулы: зависимость теплового потока от факторов на него влияющих.

Градиент температуры(определение, размерность)

радиент температуры - Это вектор, направленный по нормали к изотермической поверхности в сторону увеличения температуры и равный частной производной температуры по этому направлению.

Конвекция

Что такое конвекция? Виды конвекции.

Свободная конвекция – это процесс теплообмена за счет движения жидкости или газа, вследствие различия

 

Что такое конвективная теплоотдача?

Одновременное протекания конвекции и теплопроводности называется конвективным теплообменом. Конвективный теплообмен между твердой поверхностью и жидкостью или газом называется конвективной теплоотдачей.

Уравнение Ньютона.

Q=a*A*(T_w-T_f), где а-коэффициент конвективной теплоотдачи; А-площадь теплопередающей поверхности; Q- тепловой поток; T_w- температура тела; T_f-температура среды.

Что такое температурный напор?

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? Обозначение, определение, размерность.

Ккт (a) – есть тепловой поток, передаваемый через единицу поверхности при единичной разности температур. Размерность: Вт/(м²*К).

 

Какую теорию используют для обобщения опытных значений коэффициента конвективной теплоотдачи?

Теория подобия. Критерии подобия:

1) Критерий Нуссельта: Nul=al/ λ=qc/qλ l- характерный размер;

лямбда— коэффициент теплопроводности среды;

Характеризует соотношение между интенсивностью теплообмена конвекцией и «чистой» теплопроводностью.

2) Критерий Грасгофа: Gr=gL^3 beta(tc-t0)/v^2

Представляет собой отношение сил конвекции к силам вязкости и характеризует режим движения жидкости при свободной конвекции.

Критерий Прандтля: Pr=v/alfa= η Cр/ x

Представляет собой комплекс теплофизических параметров среды и характеризует подобие полей скорости и температуры в процессе теплообмена.

Излучение

Что такое тепловое излучение? Физический механизм теплового излучения.

Тепловым излучением называют процесс превращения внутренней энергии тела в лучистую энергию.

Что называют лучистой энергией?

Лэ – энергия колебаний непрерывного магнитного поля в интервале длин волн 0,4…800 мкм.