Теплопровідність плоскої стінки

Частина 2 Теорія теплообміну

Теорія теплообміну – наука про способи розповсюдження теплової енергії в просторі і в часі.

До елементарних способів передачі теплової енергії відносять: - теплопровідність; - конвективний теплообмін; - променистий теплообмін.

Якщо вони протікають одночасно, або протікають послідовно то в результаті утворюються складні способи передачі теплової енергії.

Теплопровідність.

Температурне поле, градієнт температури, тепловий потік.

Передача теплоти шляхом безпосереднього контакту мікрочастинок або частинками одного тіла з різною температурою називається теплопровідністю.

Конвективний теплообмін – переміщення великих частинок в просторі і в часі.

Температурне поле – сукупність значень температур в даний момент часу у всіх точках виділеної для спостереження частини простору.

Температурне поле в якому температура не залежить від часу називається стаціонарним. Якщо залежить від часу – нестаціонарним.

Сукупність точок з однаковою температурою в даний момент часу називається ізотермічною поверхнею.

Що таке тепловий потік. Якщо ми візьмемо якусь поверхню в межах тіла і зафіксуємо що через цю поверхню проходить кількість теплоти в кількості Дж, і ця кількість теплоти передається за період часу , с. То відношення цієї кількості теплоти до відрізку часу за який ця теплота передана позначається і називається тепловим потоком. .

На практиці відносять часто тепловий потік до поверхні: - питомий поверхневий тепловий потік або густина теплового потоку. . Якщо віднести тепловий потік наприклад циліндричної поверхні не до її площі а до довжини твірної циліндричної поверхні - питомий лінійний тепловий потік. .

Закон Фур’є

В загальному випадку закон Фур’є виглядає так . Отже за Фур’є тепловий потік який передається теплопровідністю пропорційний ( коефіцієнт пропорційності) до площі поверхні через яку від передається та до температурного градієнту. Знак – що стоїть в правій частині рівняння показує що вектори мають протилежну напрямленість. Коефіцієнт пропорційності - коефіцієнт теплопровідності. Фізичний зміст його – тепловий потік, який передається через ізотермічну поверхню в 1 м² при градієнті температури і 1 К/м.

Теплопровідність плоскої стінки