34. Теплопроводность - один из видов теплопереноса. Температурное поле

В природе существует 3 вида теплопереноса:

1. теплопроводность.

2. конвективный теплообмен.

3. теплообмен излучением.

Теплопроводность – это перенос теплоты микрочастицами вещества (молекулы, атомы, электроны).

Обязательным условием теплопроводности является неоднородность температур поля.

Температурное поле- это совокупность значений температуры в различных точках изучаемого пространства в любой момент времени.

Стационарное поле – это поле не изменяющееся во времени.

Изотермическая поверхность – это геометрическое место точек с одинаковой температурой (они не пересекаются между собой).

Градиент температуры – это вектор, направленный по нормали к изотермической поверхности в сторону возрастания температуры и численно равной производной температуры по направлению: .

единичный вектор, направленный по нормали к изотермической поверхности в сторону возрастания температуры.

возрастание температуры по направлению n.

Теплопроводность возможна когда .

Тепловой поток равен количеству теплоты, проходящему в единицу времени через изотермическую поверхность Q, [Вт].

Плотность теплового потока представляет собой тепловой поток, проходящий через единицу площади

.

35. Закон Фурье - основной закон теплопроводности. Коэффициент теплопроводности

Плотность теплового потока пропорциональна .

коэффициент теплопроводности.

физический параметр вещества, характеризующий способность проводить теплоту.

• газы -

• металлы -

36. Конвективный теплообмен. Теплоотдача. Закон Ньютона – Рихмана

Конвективный теплообмен - перенос теплоты макрочастицами жидкости или газа, при перемещении в пространстве из области с одной температурой в область с другой температурой.

Конвективный теплообмен сопровождается массопереносом и теплопроводностью. Различают свободные и вынужденные конвекции.

Свободная конвекция – происходит в результате изменения плотности жидкости или газа при нагреве или охлаждении.

Вынужденная конвекция – осуществляется искусственным путем, то есть в результате работы механического нагнетателя (ветра, течения реки и т.д.)

Теплоотдача – теплообмен на поверхности тела, окруженной подвижной средой.

Закон:

Тепловой поток на поверхности тела окруженный подвижной средой пропорционален площади поверхности и разности температур поверхностей окружающей среды.

коэффициент пропорциональный коэффициенту теплоотдачи , характеризует интенсивность теплообмена на поверхности тела и численно равен плотности теплового потока на поверхности при разности.

37. Теплообмен излучением. Основные положения теории электромагнитного излучения

- перенос внутренней энергии, излучающего тела в пространстве электромагнитными волнами, возможен в вакууме.

В природе существуют электромагнитные излучения, отличающиеся длинной волны:

λ= 0,4 - 0,8 мкм – видимый свет;

λ= 0,4 - 800 мкм - тепловое излучение.

Твердые и жидкие тела имеют непрерывные спектры излучения. Газы - линейные спектры излучения.

Интенсивность излучения зависит от температуры излучающего тела. Излучательная способность пропорциональна температуре в четвертой степени. Температура излучающего тела влияет на качество излучения. Лучистая энергия падающая на тело, частично поглощается телом, частично отражается и частично проходит сквозь тело.

Поглощательная способность: А=Q_a/Q_o

Qa-энергия поглощаемая телом.

Qo- энергия падающая на тело.

Отражательная способность: R=Q_R /Q_o

QR –энергия отражаемая телом.

Пропускная способность: D=Q_D/Q_o

QD-энергия проходящая сквозь тело.

А+ R+ D=1.

А=1, R=D=0 – абсолютно черное тело.

R=1, A=D=0 – вся энергия отражена, тело зеркальное, абсолютно белое.

D=1, A=R=0 – прозрачное тело.