Теплопроводность при установившемся тепловом потоке

Рассмотрим зернистый слой высотой х, имеющий температуру верхнего торца н нижнего торца причем > 2- При отсутствии конвективных потоков газа в слое установится одномерный тепловой поток д, определяемый коэффициентом теплопроводности >.оэ при линейном распределении температуры по высоте слоя. Примем далее, что в направлении, одинаковом с направлением теплового потока, движется поток газа (жидкости) -с массовой скоростью (7 распределение температуры по высоте слоя остается при этом неизменным и одинаковым для обеих фаз. Такое допущение оправдано, если основное количество теплоты передается теплопроводностью. Конвективный тепловой поток [c.108]

Метод плоского слоя является наиболее простым и надежным с точки зрения исключения конвективной передачи теплоты, что особенно важно при исследованиях в критической области вещества. В этом методе объем между двумя параллельными горизонтально расположенными пластинами заполняется исследуемой жидкостью. Пластины берутся достаточно большой протяженности, чтобы тепловой поток между ними был одномерным, и располагают их строго горизонтально. Направляя тепловой поток сверху вниз, можно создать наилучшие условия для исключения конвективной передачи теплоты. Первые опыты по определению коэффициента теплопроводности жидкостей указанным методом принадлежат Г. Веберу, который в 1880 г., исследуя теплопроводность ряда органических жидкостей, установил хорошо известное в литературе эмпирическое соотношение, связывающее коэффициент теплопроводности жидкости с другими параметрами [16]. Л. Ридель [17] использовал указанный метод для измерения коэффициента теплопроводности различных органических соединений при 20°С и атмосферном давлении. [c.14]

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]

Если известны параметры кинетических зависимостей конкретного реакционного состава, то в системе уравнений (4.33) — (4.36) можно установить значения параметров V и о. В этом случае характер течения при заполнении формы будет полностью определяться значениями критериев Оа и Ог и краевыми условиями. Критерий Оа характеризует отношение скоростей химической реакции и конвективного переноса, а критерий Сг — отношение плотностей конвективного теплового потока, переносимого движущейся жидкостью, и теплового потока, возникающего в результате теплопроводности жидкости. [c.179]

Вскоре Д. Аллен, Р. Пейерлс и М. Аддин в Кембридже установили, что понятие теплопроводности в обычном смысле как отношения теплового потока к градиенту температуры в гелии II теряет смысл. Оказалось, что величина теплового потока зависит не только от градиента температуры, но и от размеров прибора, с помощью которого производятся измерения. Для капилляра заданного диаметра, в котором находится гелий, при постоянном градиенте температуры теплопроводность гелия при охлаждении ниже Х-точки резко возрастает, достигая максимума при 2 К, и затем снова падает при дальнейшем понижении температуры. [c.235]

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]

НИИ холодильной промышленности установил, что для сотопластика на основе бумаги ИП-63 с ячейками 7 мм при направлении теплового потока параллельно сторонам ячеек, коэффициент теплопроводности равен 0,057 ккал1м час °С. [c.373]

Хотя влияние конвекционных токов на теплопроводность в зернистом слое отмечалось неоднократно [44], данных для непосредственной проверки предложенных зависимостей имеется не так уЖ - много. Эксперименты по определению теплопроводности при неустановивщемся температурном режиме здесь не подходят, так как конвекционные токи могут установиться лищь в некоторый конечный промежуток времени. Для обработки данных должны быть известны градиенты температур теплового потока, которые сообщаются далеко не всеми исследователями. [c.340]

Таким образом, мы установили справедливость вариационного принципа (5.3.5) для нелинейных систем. Следует отметить, что этот принцип по своему физическому смыслу соответствует утверждению, что скорость теплового потока Яi удовлетворяет закону теплопроводности при данном распределении температуры, в то время как закон сохранения энергии удовлетворяется автоматически самой формулировкой по аналогии с го-лономными связями в механике. В данном случае голономная связь выражается уравнением (5.3.4). [c.110]

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]

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]

Будем рассматривать стационарный теплоперенос через тонкий твердый стержень известной теплопроводности постоянных сечения / и периметра П, закрепленный своим основанием в некой стенке (рис. 1.1,а). Температура в основании стержня То поддерживается постоянной. Стержень омывается потоком среды постоянной температуры / (пусть для определенности / < Го, значит меньше и температуры в любой точке стержня I < Т, так что стержень отдает теплоту). Коэффициент теплоотдачи от стержня к среде а постоянен и извес1ен. Стержень — тонкий в тепловом отношении это означает, что в его поперечном сечении отсутствует перепад температуры, она изменяется только по длине стержня х. Требуется установить закон изменения температуры стержня Дх) и потоки теплоты (через сечение / от стержня к среде) на любой координате х, направленной вдоль стержня и отсчитьшаемой от его основания. [c.539]

При сравнительных исследованиях молекулярных сит Бэннок [90] обнаружил, что цеолит типа 5А превосходит остальные по быстроте откачки и по сорбционной емкости для воздуха. Изотермы адсорбции сит этого типа для обычных газов представлены на рис. 20. Наиболее легко конденсируемые газы насыщают цеолит при адсорбции около 100 л. мм рт. ст. г"1. Это, как полагают, соответствует монослойному покрытию адсорбцией поверхности. Резкий подъем кривой для метана при давлениях около 10 мм рт. ст. свидетельствует о начале многослойной адсорбции, см. разд. ЗА Адсорбционная емкость для Hj, Ne и Не при 77 К значительно меньше, что связано с их более низкими температурами конденсации. В соответствии с тенденцией, наблюдаемой на рис. 20, при давлениях ниже 10 мм рт. ст. адсорбция всех газов быстро падает [96]. Стерн и Ди Паоло [97] установили, что в этом интервале давлений после повторного десорбционно-адсорбционного цикла значительно увеличивается емкость для Nj. Возможность достижения максимальной адсорбционной емкости реализуется лишь при условии отсутствия значительных количеств паров воды. Даже при комнатной температуре цеолит 5 А адсорбирует эти пары в количестве до 18% от собственного веса или приблизительно 20 мм рт. ст. л паров воды на грамм веса сита [94]. И если все другие обычные газы легко десорбируются прн восстановлении температуры криосорбционного насоса до комнатной (см. табл. 3), то регенерация сита, содержащего пары воды, требует нескольких часов прогрева до 350° С. Обычно нагревание выше этой температуры не рекомендуется из-за начинающегося разрушения гранул цеолита, однако некоторые исследователи проводят обезгаживание при температурах до 450° С [98]. Еще одним фактором, который нужно учитывать при использовании криосорбционных насосов, является плохая теплопроводность молекулярных сит. И поскольку их эффективность зависит от охлаждения, то сита закрепляются в корпусе ловушки либо в виде тонких вкладышей, удерживаемых металлическим экраном, либо распределяются в узких каналах. Бэннок [90] использовал трубчатые элементы диаметром 2 см, длиной 60 см. Сэндс и Дик [93] методом плазменного распыления цеолита наносили на металлические трубки прочно сидящие слои адсорбента, чем обеспечили лучший тепловой контакт. Этот метод требует нанесения вторичного потока частичек цеолита, поскольку материал из плазменного потока теряет свои адсорбционные свойства и служит в основном в качестве биндера. При применении этого метода должна быть решена проблема пыли, появляющейся из-за плохой прессовки слоев цеолита, приводящей к загрязнению вакуумной камеры. Бейли [94] наблюдал пылинки диаметром от 3 до 8 мкм от молекулярного сита, которые он был [c.202]