Теплопроводность при установившемся потоке тепла

Если измеритель тепловых потоков плотно прижать к проверяемому ограждению, то при прохождении потока тепла через измеритель на поверхности измерительной пластины установится разность температур, пропорциональная тепловому потоку в соответствии с правой частью уравнения (78), в котором толщина резиновой пластины 62 и коэффициент теплопроводности резины остаются неизменными при изменении величины теплового потока д. Обычно уменьшением теплового потока из-за дополнительного термического сопротивления измерителя пренебрегают, так как термическое сопротивление изолированных ограждений охлаждаемых помещений в десятки раз больше термического сопротивления измерителя. [c.143]

В 1910 г, польский ученый М. Смолуховский опубликовал результаты своих работ по теплопередаче через порошки в условиях вакуума. Он установил, что коэффициент теплопроводности порошков быстро снижается при уменьшении давления газа. Поток тепла через пространство, заполненное некоторыми порошками при низком вакууме, был близок по величине к потоку через пустое пространство при высоком вакууме между стенками с высокой отражательной способностью. Опыты Смолуховского и развитая им теория наметили пути изучения вакуумно-порошковой изоляции. Исторический обзор исследований этого вида изоляции до 1959 г. дан в работе [62]. Промышленное применение вакуумно-порошковой изоляции началось лишь в 40-х годах нашего века. С тех пор эта изоляция получила широкое распространение в технике низких температур. [c.6]

Следует заметить, что в отдельных случаях некоторые исследователи находили и другие отступления от перечисленных эмпирических закономерностей. Так, например, Капица [4 установил, что теплопроводность увеличивается при уменьшении сечения капилляра. Сущность этого опыта (фиг. 212) заключалась в следующем. Бульбочка, выполненная в виде сосуда Дьюара, соединялась с помощью капилляра с гелиевой ванной. Внутри бульбочки помещались нагреватель и бронзовый термометр. При включении нагревателя температура внутри бульбочки повышалась. Зная поток тепла, разность температур между бульбочкой и ванной, а также геометрические размеры капилляра, можно было вычислить теплопроводность по вышеприведенной формуле (9-13). Вдвигая в капилляр тонкую стеклянную палочку и уменьшая, таким образом, его поперечник, можно было цри неизменной нагрузке на нагревателе значительно снизить перепад температуры на концах капилляра, что и обозначало, что теплопроводность при этом увеличивалась. [c.472]

Выясним теперь, насколько важны полученные результаты. Как мы установили, обпще законы сохранения в кинетической теории совпадают с уравнениями гидродинамики для массы, скорости и энергии. Это означает прежде всего, что определения тензора давлений, вектора теплового потока и диффузионной скорости, принятые в кинетической теории, по меньшей мере согласованы с обычными гидродинамическими определениями. Между ними, однако, существует важное различие. В уравнениях, полученных выше, тензор давлений, вектор теплового потока и скорости диффузии определены через функции распределения, которые на данном этапе неизвестны. Следовательно, законы сохранения кинетической теории имеют лишь формальный смысл. Наоборот, в гидродинамике уравнения для массы, скорости и энергии дополнены так называемыми определяющими уравнениями которые связывают внутренние напряжения, вектор теплового потока и диффузионные скорости с градиентами макроскопических параметров (плотности, скорости, температуры). Например, закон теплопроводности Фурье связывает вектор потока тепла с градиентом температуры при помощи коэффициента теплопроводности. Аналогично закон Ньютона гласит, что тензор напряжения пропорционален тензору скоростей деформации и что константой пропорциональности служит коэффициент вязкости среды закон Фика выражает линейное соотношение между скоростью диффузии и градиентом плотности (с коэффициентом диффузии в качестве константы пропорцдональности). Разумеется, феноменологические уравнения гидродинамики ничего не говорят о том, как вычисляются константы пропорциональности (так назьшаемые коэффициенты переноса, или кинетические коэффициенты) входяпще в определяющие уравнения — фактически их значения устанавливаются только из эксперимента. Важно, однако, отметить, что уравнения для массы, скорости и энергии вместе с определяющими уравнениями образуют замкнутую систему при заданных начальных данных эту систему можно решить при соответствующих граничных условиях. [c.78]

Реакция взаимодействия двуокиси углерода с углеродом — реакция эндотермическая, и для ее протекания необходим подвод тепла извне. Внешний обогрев реагирующего слоя вследствие низкой теплопроводности частиц создает запаздывающий тепловой поток от стенки к центру, что в свою очередь создает температурное поле, резко неоднородное по высоте и сечению слоя . Это затрудняет изучение процесса реагирования и определение кинетических характеристик. Более надежен и перспективен метод непосредственного нагрева слоя электрическим током. Этот метод известен давно, однако его применение дл такого рода исследований затруднялось образованием микровольтовых дуг между частицами, в результате чего возникали локальные высокие температуры. Однако, как показали опыты, механическое давление (— 5 кПсм ) предотвращает образование микровольтовых дуг. Специальные измерения позволили установить, что температуры по высоте и сечению распределяются практически равномерно (с точностью до 5%). При эксперименте авторы применяли метод непосредственного нагрева слоя электрическим током, а слоевые процессы исследовали методом выгорающего слоя [6—9]. [c.33]

Закон Фурье, На основании опытного изучения процесса распространения тепла в твердых телах Фурье установил основной закон теплопроводности, который гласит, что количество тепла dQ, переданного теплопроводностью, пропорционально градиенту температуры dtjdn, времени dx и площади сечения dF, перпендикулярного направлению теплового потока, т. е. [c.111]

Уравнение аналогично уравнению (1.23). Исследования показали, что при напорном движении жидкости в любом канале толщина гранич-ного слоя приближенно Б = 0,18Л, т.е. чем меньше расстояние между стенками, тем тоньше пограничный слой. Даже при наличии значительных возмущений эпюра скоростей в пограничном слое близка к пря-мо1 , поэтому переход тепла через пограничный слой происходит в основном путем теплопроводности и, естественно, что количество передаваемого тепла пропорционально 8/А. Кроме того, из рис.1.9 видно, что поле скоростей по сечению канала имеет вид параболы, поэтому в турбулентном ядре потока не происходит мгновенного нагревания жидкости, и помимо переноса тепла за счет турбулентного перемешивания существует сопутствувщий процесс перехода тепла путем теплопроводности. Видимо, эти два фактора и определяют эффект теплообмена в тонком текущем слое. Разумеется, что эффект теплообмена может быть установлен только при одних температурных условиях и одной скоро -сти движения жидкости. Этот эффект легко установить, пользуясь уравнениями (Ш.17) и (111.19). Однако есть второй фактор, способствующий теплообмену в тонком слое. Из уравнения (Ш.17) видно, что чем меньше расстояние между стенками Л, тем короче длина канала,меньше поворотов и меньше гидравлические потери. Из уравнения (111.26) ясно, что основная ча сть напора расходуется на преодоление местных сопротивлений. Для трубы / = а ти зк =, следовательно,потеря напора по длине канала не зависит от расстояния между стенками. Но чем меньше Л, тем короче канал и меньше поворотов, меньше общая потеря напора. Этот вывод относится, только к поточным теплообменникам, в которых длина канала зависит от температурных условий. Толщина пограничного слоя зависит от / ъ ш. Эти два параметра и определяют размеры поточного теплообменника, что наглядно показано на рис.Ш.10. На нем приведены четыре расчетных варианта, отмеченных цифрами I, 2, 3, 4. Результаты расчета приведены в табл.1. [c.67]

Согласно асимптотическому решению, толщина литосферы продолжала неограниченно расти как Vf и для большого возраста океанической литосферы. Однако, наблюдения показывают, что при возрасте коры t>70 млн лет глубины изотерм и поверхности дна океана, а также тепловой поток крайне медленно меняются с возрастом [433], качественно согласуясь с моделью остывающей плиты M Kenzie [396]. Г.Шуберт с соавторами [476] пытался исправить это положение, рассматривая зависимость коэффициента теплопроводности от температуры и эффект вьщеления тепла вязкого трения в основании литосферы, вызванного скольжением последней в верхних слоях вязкой астеносферы. Эти авторы установили, что если теплопроводность пород мантии зависит только от температуры, то глубины изотерм, тепловой поток и рельеф поверхности литосферы будут по-прежнему изменяться [c.153]