ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплопроводность из "Основы процессов химической технологии" Тепло может передаваться из одной части пространства в другую посредством теплопроводности, излучения и конвекции. Практически указанные виды теплообмена очень редко наблюдаются раздельно (например, конвекция сопровождается теплопроводностью и излучением). Однако часто один вид передачи тепла преобладает над другими в такой мере, что их влиянием можно пренебречь. Например, можно считать, что прохождение тепла через стенки аппаратов происходит только путем теплопроводности. Теплопроводность преобладает также в процессах нагревания и охлаждения твердых тел. [c.277] Опыт показывает, что основное значение в процессе теплопередачи путем теплопроводности имеет распределение температур. Вообще говоря, температура является функцией места (координат) и времени / = /(х, г/, 2, т). Эта функция определяет темперз турное поле во времени. Соединив все точки постоянной температуры в этом поле, получим изотермы. Как известно из опыта, поток тепла всегда сопровождается перепадом температур отсюда следует, что направление теплового потока должно быть перпендикулярным к направлению изотерм. В ином случае направление теплового потока можно было бы разложить на две составляющие, одна из которых совпала бы с направлением изотермы. Это означало бы, что мы имеем поток без разности температур. [c.277] Здесь dQ — количество тепла, прошедшее за элемент времени т через площадь Р, установленную нормально к направлению движения тепла. Так как этому направлению соответствует падение температуры, то температурный градиент dt dx будет отрицательным. [c.277] Коэффициент X, называемый коэффициентом теплопроводности (или просто теплопроводностью), представляет важное физическое свойство среды, которая проводит тепло. [c.278] Если скорость (интенсивность) теплового потока dQ/dx является переменной во времени, имеем неустановившийся тепловой поток. Как следует из уравнения (IV-1), в этом случае должен изменяться и температурный градиент. [c.278] Интегрирование этого уравнения обусловлено зависимостью изменения температуры от расстояния. [c.278] В практике наиболее часто встречается установившийся тепловой поток. [c.278] Для большинства металлов Ь 0, т. е. теплопроводность умень- шается с увеличением температуры. Для большинства неметаллов (например, керамические изделия) Ь 0, т. е. теплопроводность. их увеличивается с повышением зов температуры. [c.279] Значения Я для некоторых материалов можно определить по рис. 1У-1. [c.279] Значения критерия Прандтля по кинетической теории являются функцией отношения теплоемкостей Ср/Су- Так как это отношение изменяется незначительно, то пределы изменения критерия Прандтля очень узки (0,72—0,80). [c.280] Так как вязкость газа в пределах умеренного давления от него не зависит, то и теплопроводность тоже не зависит от давления. [c.280] Значения постоянных Сатерленда приведены в табл. 1-1. Зная влияние температуры на удельную (массовую или мольную) теплоемкость— см. уравнение (111-13)—можно определить зависимость теплопроводности от температуры. Установлено, что с повышением температуры теплопроводность газов увеличивается аналогично вязкости. [c.280] Отдельная диаграмма разработана для водяного пара (рис. 1У-3). [c.281] С2 —постоянные Сатерленда (см. табл. 1-1). [c.282] Величина i,2 в уравнении (IV-12) обозначает среднее геоме-трическое Yили в случае очень полярных газов 0,735 y i a-Изменяя порядок индексов в этом уравнении, получим выражение для С2, 1,. .. и т. д. [c.282] Теплопроводность жидкостей колеблется обычно в пределах 0,08—0,6 ккал м ч град) [0,093—0,698 вг1 М град) С увеличением температуры значение Я для жидкостей, как правило, уменьшается. Давление практически не влияет на теплопроводность жидкостей. [c.283] Значения а, выраженные в ккал/ ч град), для перевода в втЦм град) надо умножить на 1,163. [c.286] Коэффициент теплопередачи k всегда меньше любого из коэффициентов теплоотдачи а, входящих в уравнение (IV-38). Кроме того, если какой-либо из коэффициентов а чрезмерно велик, то его можно не учитывать, потому что обратная величина 1/а ничтожно мала. [c.287] Если поверхность слоя Р и его толщину б нельзя определить, то пользуются уравнением (1У-29). [c.288] Величина а называется коэффициентом температуропроводности и имеет размерность м 1сек, т. е. такую же, как и кинематический коэффициент вязкости. [c.289] Вернуться к основной статье