АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Основные положения. Теплопроводность – молекулярный перенос теплоты в среде с неоднородным распределением температуры посредством теплового движения микрочастиц

Читайте также:
  1. A) это основные или ведущие начала процесса формирования развития и функционирования права
  2. I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  3. I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  4. I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  5. I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  6. I. Основные характеристики и проблемы философской методологии.
  7. II. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  8. II. Основные задачи и функции Отдела по делам молодежи
  9. II. Основные принципы и правила поведения студентов ВСФ РАП.
  10. II. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  11. III. Основные требования к одежде и внешнему виду учащихся
  12. III. Основные требования по нормоконтролю

Теплопроводность – молекулярный перенос теплоты в среде с неоднородным распределением температуры посредством теплового движения микрочастиц.

Перенос теплоты теплопроводностью в чистом виде имеет место только в твердых телах с малым коэффициентом термического расширения и выражается эмпирическим законом Био-Фурье, согласно которому вектор удельного теплового потока прямо пропорционален градиенту температуры:

. (1)

Знак «минус» в уравнении (1) показывает, что направление теплового потока противоположно направлению градиента температуры, а коэффициент пропорциональности λ характеризует способность тел проводить теплоту и называется коэффициентом теплопроводности. Количественно коэффициент теплопроводности λ – это тепловой поток (Вт), проходящий через единицу поверхности (м2) при единичном градиенте температур (Κ/м), и имеющий размерность Вт/(м·Κ).

Коэффициент теплопроводности – физическая характеристика, зависящая от химического состава и физического строения вещества, его температуры, влажности и ряда других факторов. Коэффициент теплопроводности имеет максимальные значения для чистых металлов и минимальные для газов.

Рассмотрим цилиндрическую стенку (трубку) длиной l с внутренним r1 и внешним r2 радиусами (рис. 1). Заданы температуры T1 внутренней и T2 наружной поверхностей стенки. Условием одномерности теплового потока будет условие l >>> r2, откуда следует дq/дl = 0.

Дифференциальное уравнение теплопроводности в цилиндрических координатах при λ =const и отсутствии внутреннего источника теплоты (Qv =0) имеет вид (r – текущий радиус)

.

При заданных граничных условиях

r = r1; T = T1;

r = r2; T = T2.

Получим

. (2)

Согласно уравнению (2) температура цилиндрической стенки меняется по логарифмической зависимости (рис. 1).

Удельный тепловой поток q (поток через единицу площади цилиндрической поверхности) будет величиной переменной

.

Мощность теплового потока Q = q·F через цилиндрическую поверхность площадью F = 2 π ·r·l (l – длина цилиндрической стенки) есть постоянная величина, равная

. (3)

Формулу (3) можно записать, используя понятие термического сопротивления:

,

где – термическое сопротивление цилиндрической стенки, м·Κ /Вт.

Удельный тепловой поток на единицу длины стенки ql = Q/l:

.

Таким образом, предлагаемый экспериментальный метод определения коэффициента теплопроводности основан на измерении:

· мощности теплового потока, проходящего через цилиндрический слой;

· перепада температур между внутренней и наружной поверхностями слоя тепловой изоляции;

· геометрических характеристик слоя тепловой изоляции.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)