ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплопроводность из "Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии Издание третье" Определение кинетических характеристик теплового процесса — средней разности температур и коэффициента теплопередачи — является задачей теплопередачи как науки о процессах распространения тепла из одной части пространства в другую. Тепло может распространяться различными способами теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением. [c.110] Теплопроводностью кондущией) называют процесс распространения тепла между частицами тела, находящимися в соприкосновении при этом тепловая энергия передается внутри тела от одних частичек к другим вследствие их колебательного движения. Процесс теплопроводности наблюдается в твердых телах и в тонких слоях жидкостей или газов. [c.110] Конвективным теплообменом [конвекцией) называют процесс переноса тепла вследствие движения и перемешивания макроскопических объемов газа или жидкости. [c.110] Тепловым излучением называют процесс распространения тепла в виде электромагнитных волн (инфракрасное излучение). В излучающем теле тепло превращается в энергию излучения, которая распространяется в пространстве. Встречая на своем пути какое-либо тело, лучистая энергия частично превращается в тепло, частично отражается от этого тела и частично проходит сквозь него. [c.110] На практике в большинстве случаев тепло распространяется одновременно двумя-тремя указанными способами, т. е. происходит сложный теплообмен. [c.110] Если температура не изменяется во времени, то температурное поле называется стационарным установившимся), если температура изменяется во времени, то оно называется нестационарным неустановившимся). [c.111] На практике кроме трехмерного температурного поля, являющегося функцией трех координат, часто встречаются двумерные и одномерные температурные поля, являющиеся функцией соответственно двух и одной координат. [c.111] Температурный градиент является векторной величиной. Положительным направлением температурного градиента принято считать направление возрастания температур (вдоль нормали к изотермической поверхности). [c.111] Закон Фурье, На основании опытного изучения процесса распространения тепла в твердых телах Фурье установил основной закон теплопроводности, который гласит, что количество тепла dQ, переданного теплопроводностью, пропорционально градиенту температуры dtjdn, времени dx и площади сечения dF, перпендикулярного направлению теплового потока, т. е. [c.111] Коэффициент теплопроводности показывает, какое количество тепла проходит вследствие теплопроводности через 1 м поверхности в единицу времени при разности температур 1 град, приходящейся на 1 м длины нормали к изотермической поверхности. [c.111] Коэффициент теплопроводности веществ зависит от их природы и агрегатного состояния. [c.111] Коэффициенты теплопроводности веществ зависят от температуры и давления. Для газов они возрастают с повышением температуры и мало зависят от давления для жидкостей с увеличением температуры, как правило, уменьшаются (исключение составляют вода и глицерин). Теплопроводность твердых тел в большинстве случаев увеличивается с повышением температуры. [c.112] Дифференциальное уравнение теплопроводности. Процесс распространения тепла теплопроводностью может быть описан математически дифференциальным уравнением. Это уравнение выводят на основе закона сохранения энергии, при этом предполагают, что тепло распространяется в теле (среде), физические свойства которого — плотность р, теплоемкость с и теплопроводность К—не изменяются по направлениям и во времени. [c.112] На основе закона сохранения энергии разность количества тепла dQ равна количеству тепла, которое идет на изменение энтальпии параллелепипеда (с — удельная теплоемкость его материала) за время с1х, т. е. [c.113] В уравнении (6.8) множитель пропорциональности А,/(ср) называют коэффициентом температуропроводности и обозначают а. [c.113] Это уравнение дает возможность решать задачи, связанные с распространением тепла в теле (среде) теплопроводностью как при установившемся, так и при неустановившемся тепловом потоке. При решении конкретных задач дифференциальное уравнение дополняется начальными и граничными условиями, характеризующими каждую конкретную задачу. [c.113] В теплообменных аппаратах поверхности нагрева представляют собой плоские, цилиндрические или сферические стенки. [c.113] Для вывода уравнения теплопроводности плоской стенки воспользуемся дифференциальным уравнением Фурье (6.9). [c.114] При установившемся тепловом режиме температура в различных точках стенки не изменяется во времени, т. е. dtldx = Q. Кроме того, температурное поле одномерно и, следовательно, температура изменяется только по одному из направлений (вдоль оси х), т. е. [c.114] Вернуться к основной статье