ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие положения. Закон теплоотдачи. Дифференциальное уравнение конвективного перехода тепла. Тепловое подобие Опытные данные по теплоотдаче из "Основные процессы и аппараты химической технологии Издание 6" Температурное поле и температурный градиент. Необходимым условием распространения тепла является неравенство температур в различных точках данного тела или пространства. Поэтому величина теплового потока, возникающего в теле вследствие теплопроводности, зависит от распределения температур в теле, или характера температурного поля. Под температурным полем понимают совокупность мгновенных значений температур в рассматриваемом теле или пространстве. [c.274] Геометрическое место всех точек с одинаковой температурой представляет собой изотермическую поверхность. Все изотермические поверхности различных температур в одном и том же теле не пересекаются друг с другом, в противном случае линии их пересечения обладали бы различными температурами. Поэтому все изотермические поверхности замыкаются или кончаются на границах рассматриваемого тела. [c.274] При перемещении из любой точки вдоль по изотермической поверхности изменение температуры не обнаруживается. Наоборот, вдоль какого-либо направления, пересекающего изотерму, температура изменяется, причем изменение будет наибольшим в направлении, нормальном к изотермической поверхности. [c.274] Предел отношения разности температур двух близких изотермических поверхностей с температурами и к расстоянию по нормали дл между ними, т. е. [c.274] Температурный градиент, численно равный изменению температуры на единице длины нормали к изотермической поверхности, является мерой интенсивности изменения температуры в данной точке. [c.274] Тепловой поток в теле наблюдается только тогда, когда температурный градиент во всех точках тела не равен нулю направление потока всегда совпадает с направлением падения температуры в данной точке. [c.274] Закон Фурье и коэффициент теплопроводности. Величина теплового потока Q, возникающего в теле вследствие теплопроводности при некоторой разности температур в отдельных точках тела, определяется по эмпирическому закону Фурье. [c.274] Р — поверхность, нормальная к направлению теплового потока, в т — время в часах. [c.275] Знак минус, стоящий в правой части уравнения, показывает, что тепловой поток изменяется в сторону уменьшения температуры. [c.275] Таким образом, коэффициент теплопроводности показывает, какое количество тепла (в ккал) проходит вследствие теплопроводности через 1 м поверхности за время 1 час при разности температур в 1°С, приходящейся на 1 м длины нормали к изотермической поверхности. [c.275] Коэффициент теплопроводности твердых тел. Ковффициенты теплопроводности твердых тел значительно разнятся друг от друга. Так, например, для некоторых металлов, применяемых в химическом аппарато-строении, X имеет следующие средние значения (в ккал/м час ° С) медь 330 алюминий 175 чугун 54 углеродистая сталь 40 свинец 30 нержавеющая сталь 20. Теплопроводность металлов сильно зависит от их состава и содержания примесей. [c.275] Коэффициент теплопроводности жидкостей и газов. Коэффициенты теплопроводности капельных жидкостей и газов значительно. [c.275] Коэффициенты теплопроводности большинства жидкостей в отличие от твердых тел уменьшаются с возрастанием температуры исключением являются лишь вода и глицерин, теплопроводность которых с повышением температуры возрастает. [c.276] В капельных жидкостях и газах всегда наблюдается явление конвекции, сопровождающееся передачей тепла вследствие взаимного перемещения частиц это осложняет определение коэффициентов теплопроводности. [c.276] Для неассоциированных жидкостей (бензол, толуол и другие углеводороды) е = 1,5Б 10 для ассоциированных жидкостей (вода, спирты и др.) 6 = 1,29 Ю . [c.276] Значения =f(t) для капельных жидкостей по экспериментальным данным Н. Б. Варгафтика (Всесоюзный теплотехнический институт) приведены на рис. 196. [c.276] Для газов коэффициент теплопроводности возрастает с повышением температуры и практически мало зависит от давления. [c.277] В технических расчетах обычно принимают средние значения коэффициента теплопроводности, считая его во время процесса теплопередачи ПОСТОЯН НЬИМ. [c.277] Дифференциальное уравнение теплопроводности. Выделим в однородном и изотропном теле элементарный параллелепипед объемом йУ с ребрами йх, йу, йг (рис, 198) и будем считать, что физические свойства тела — удельный вес (у), теплоемкость (с) и теплопроводность (Л) одинаковы в каждой точке оараллелепипеда и не изменяются во времени. [c.277] Вернуться к основной статье