Студопедия — Повна кількість теплоти Qt може бути виражене через тепловий потік Q
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Повна кількість теплоти Qt може бути виражене через тепловий потік Q






Qt = (8)

Для характеристики теплових потоків вводиться вектор щільності теплового потоку , значення модуля якого дорівнює кількості теплоти dQt, що проходить в одиницю часу dt через одиницю площі ізотермічної поверхні dS, а напрямок у будь-якій точці ізотропного тіла протилежний напрямку градієнта температури

q = , (9)

де знаходимо величину Q

(10)

Вектор щільності теплового потоку спрямований у бік переносу теплоти (рис. 1). Лінії, дотичні до яких збігаються з напрямком , називають лініями теплового потоку. Лінії теплового потоку перпендикулярні до ізотермічних поверхонь в точках перетину з ними.

Відповідно до припущення Фур'є, тепловий потік через елемент ізотермічної поверхні визначається значенням температурного градієнту в розглянутій точці. Чисельні дослідні дані дозволили установити прямо пропорційну залежність між щільністю теплового потоку і градієнтом температур

= -l× grad T, q = - l× , (11)

де l - коефіцієнт пропорційності, названий коефіцієнтом теплопровідності, або теплопровідністю.

Основний закон теплопровідності Фур'є описується рівнянням (11) і формулюється таким чином: щільність теплового потоку прямо пропорційна градієнту температури.

Проекції вектора на вісі декартової системи координат мають виляд

qx = q× cos(

qy = q× cos(

qz = qcos( де

q = - модуль вектора теплового потоку.

Теплопровідність l є фізичним параметром і в загальному випадку залежить від температури, тиску і властивостей речовини. Теплопровідність вимірюється у Вт/м× К і в більшості випадків визначається експериментально. При цьому використовується співвідношення

,

що є наслідком рівності /11/, з якого більш ясно видно фізичний зміст l: теплопровідність чисельно дорівнює кількості теплоти, що проходить в одиницю часу через одиницю ізотермічної поверхні при градієнті температури, рівному одиниці, тобто, при перепаді температур в один градус на одиницю довжини нормалі.

Теплопровідність різних речовин змінюється в широкому діапазоні: наприклад, для чотирьоххлористого вуглецю при температурі 373 К λ = 0, 0086 Вт/м· К, а для срібла при 273 К λ = 416 Вт/м· К.

Для газів і пару значення λ малі (0, 006 - 0, 6 Вт/м· К), однак вони збільшуються з підвищенням температури. Зміна тиску практично не впливає на теплопровідність газів, за винятком дуже високих і дуже низьких тисків. Для рідин коефіцієнт теплопровідності змінюється в межах 0, 070 - 0, 1 Вт/м· К і зростає з підвищенням температури. Виключення складають вода і гліцерин.

Істотно залежить від температури теплопровідність твердих тіл, причому характер її зміни багато в чому визначається хімічним складом речовини. Так, для чистих металів, з підвищенням температури теплопровідність зменшується (Рис.2), а для сплавів – збільшується (Рис.3). На теплопровідність металів сильно впливають домішки. Наприклад, додавання в мідь невеликої кількості миш'яку знижує її теплопровідність від 396 до 142 Вт/м· К. В теплотехніці матеріали з теплопровідністю менш (0, 2...0, 3) Вт/м· К називаються теплоізоляційними. При цьому в більшості цих матеріалів теплопровідність зростає з підвищенням температури (Рис.4). Крім цього, багато теплоізоляційних матеріалів мають порошкоподібну або пористу будову. Тому на теплопровідність цих матеріалів поряд з температурою істотно впливає пористість матеріалу.

 

 

Рисунок 2– Залежність теплопровідності від температури для деяких чистих металів

 

 

 

Рисунок 3 – Залежність теплопровідності від температури для різних сплавів:

1 – латунь-18; 2 – латунь-30; 3 – латунь-12; 4 – ніхром;

5 – бронза; 6 – марганцевиста бронза; 7 – гарматна бронза;

8 – сплав олова та цинку; 9 – фосфориста бронза;

10 – білий метал; 11 – константан; 12 – монель-метал; 13 – манганін;

14 – нікелева сталь; 15 – рідкий сплав олова з цинком

 

 


 

 

 

 

 

Рисунок 4– Залежність теплопровідності від температури

для деяких теплоізоляційних матеріалів:

1 – діатомістова цегла; 2 – совеліт; 3 – ньювель;

4 – шлакова вата; 5 – мінеральна шерсть; 6 – повітря

 

                           
 
,
   
 
 
 
   
 
 
   
 
     
 
 
 
   
 
 
   
 







Дата добавления: 2014-12-06; просмотров: 904. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Сосудистый шов (ручной Карреля, механический шов). Операции при ранениях крупных сосудов 1912 г., Каррель – впервые предложил методику сосудистого шва. Сосудистый шов применяется для восстановления магистрального кровотока при лечении...

Трамадол (Маброн, Плазадол, Трамал, Трамалин) Групповая принадлежность · Наркотический анальгетик со смешанным механизмом действия, агонист опиоидных рецепторов...

Мелоксикам (Мовалис) Групповая принадлежность · Нестероидное противовоспалительное средство, преимущественно селективный обратимый ингибитор циклооксигеназы (ЦОГ-2)...

Мотивационная сфера личности, ее структура. Потребности и мотивы. Потребности и мотивы, их роль в организации деятельности...

Классификация ИС по признаку структурированности задач Так как основное назначение ИС – автоматизировать информационные процессы для решения определенных задач, то одна из основных классификаций – это классификация ИС по степени структурированности задач...

Внешняя политика России 1894- 1917 гг. Внешнюю политику Николая II и первый период его царствования определяли, по меньшей мере три важных фактора...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия