Теплопроводность

Теплопроводностью называется процесс переноса тепловой энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия микрочастиц. В результате теплопроводности температура тела выравнивается. Поверхность тела, все точки которой имеют одинаковую температуру, называется изотермической поверхностью. Температуры внутри тела (среды) изменяются в направлении от одной изотермической поверхности к другой. Наибольшее изменение температуры происходит по нормали к изотермическим поверхностям. Предел отношения изменения температуры ∆t к расстоянию между изотермическими поверхностями по нормали ∆l называется температурным градиентом:

Основной закон теплопроводности, установленный Фурье (1768—1830) и названный его именем, гласит, что количество теплоты dQ, переданное теплопроводностью, пропорционально градиенту температуры , времени dt и площади сечения dF, перпендикулярного направлению теплового потока:

где л — коэффициент теплопроводности среды, Вт/(м˖К).

Коэффициент теплопроводности веществ зависит от их природ и агрегатного состояния, температуры и давления. Коэффициент теплопроводности газов возрастает с повышением температуры и почти не зависит от давления. Для жидкостей, за исключением вод и глицерина, наоборот, л уменьшается с повышением температуры. Для большинства твердых тел л увеличивается с повышением температуры. Для теплоизоляционных материалов коэффициент теплопроводности изменяется от 0,0116 до 0,006 Вт/(м˖К). Дифференциальное уравнение теплопроводности, называемое также уравнением Фурье, описывает процесс распространения теплоты в среде. Его выводят на основе закона сохранения энергии и записывают в следующем виде:

где — коэффициент температуропроводности, м2/ч или м2/с;

с — удельная теплоемкость материала, кДж/(м˖К);

с — плотность материала, кг/м3.

Уравнение теплопроводности позволяет решать вопросы, связанные с распространением теплоты теплопроводностью в условиях как установившегося, так и неустановившегося процесса. При решении конкретных задач уравнение теплопроводности должно быть дополнено соответствующими уравнениями, описывающими начальные и граничные условия.

Уравнение, описывающее теплопроводность плоской стенки при установившемся режиме, имеет вид:

,

где — тепловая проводимость стенки.

Величина, обратная тепловой проводимости стенки, называется термическим сопротивлением стенки.

B случае двухслойной стенки, например эмалированной, или многослойной, можно аналогично получить

где n — количество слоев стенки.

Похожая информация:

Лабораторно-полевые исследования
В 1996 – 2003 гг. проведены лабораторно-полевые исследования солнечно-воздушной сушки перца сладкого. Плоды и побочное сырье семеноводства подвергали инспекции, мойке, резке, окуриванию, обработке 1,5 % - ным раствором пищевой соды. Предварительное окуривание и обработку сырья водным раствором пище ...

Каково их использование в лечебном питании? Для каких диет используются слизистые бульоны, как их приготовить и отпустить
Для приготовления слизистых отваров используют овсяную и перловую крупы, рис. Слизистые отвары богаты витаминами группы В, РР, минеральными солями, растворимыми белками. Используются они при желудочно-кишечных заболеваниях (диеты №1–4). Для приготовления слизистых отваров крупы перебирают, промываю ...

Японская кухня

Японская кухня

Волнующий и необычный для европейца мир японской кулинарии имеет многовековую историю, свои традиции и обычаи. Поэтому прежде чем говорить о любимых японцами продуктах, блюдах и этикете стоит хотя бы слегка коснуться истории японской кухни, уходящей своими корнями в глубь веков.

Самое интересное

Copyright © 2019 - All Rights Reserved - www.foodinterest.ru