тепловий потік

Тепловий потік. Щільність теплового потоку. закон Фур’є

тепловий потік

Кількість тепла, що проходить через дану поверхню в одиницю часу, називається тепловим потоком Q. Вт тепловий потік .

Кількість тепла, через одиницю поверхні в одиницю часу, називається щільністю теплового потоку або питомою тепловим потоком і характеризує інтенсивність теплообміну.

Щільність теплового потоку q. направлена ​​по нормалі до ізотермічної поверхні в бік, протилежний градієнту температури, т. е. в сторону зменшення температури.

Якщо відомо розподіл q по поверхні F. то загальна кількість тепла Qτ. пройшовши крізь цю поверхню за час τ. знайдеться за рівнянням:

а тепловий потік:

якщо величина q постійна по розглянутій поверхні, то:

закон Фур’є

цей закон встановлює величину теплового потоку при перенесенні тепла за допомогою теплопровідності. Французький вчений Ж. Б. Фур’є в 1807 році встановив, що щільність теплового потоку через ізотермічну поверхню пропорційна градієнту температури:

Знак мінус в (9.6) вказує, що тепловий потік направлений в сторону, зворотну градієнту температури (див. Рис. 9.1.).

Щільність теплового потоку в довільному напрямку l представляє проекцію на цей напрямок теплового потоку в напрямку нормалі:

тепловий потік

Коефіцієнт теплопровідності

коефіцієнт λ. Вт / (м · К), в рівнянні закону Фур’є чисельно дорівнює щільності теплового потоку при падінні температури на один Кельвін (градус) на одиницю довжини. Коефіцієнт теплопровідності різних речовин залежить від їх фізичних властивостей. Для певного тіла величина коефіцієнта теплопровідності залежить від структури тіла, його об’ємного ваги, вологості, хімічного складу, тиску, температури. У технічних розрахунках величину λ беруть з довідкових таблиць, причому треба стежити за тим, щоб умови, для яких наведено в таблиці значення коефіцієнта теплопровідності, відповідали умовам розраховується завдання.

Особливо сильно залежить коефіцієнт теплопровідності від температури. Для більшості матеріалів, як показує досвід, ця залежність може бути виражена лінійною формулою:

де λo — коефіцієнт теплопровідності при 0 ° С;

β — температурний коефіцієнт.

Коефіцієнт теплопровідності газів . а особливо парів сильно залежить від тиску. Чисельне значення коефіцієнта теплопровідності для різних речовин змінюється в дуже широких межах — від 425 Вт / (м · К), має срібло, до величин порядку 0,01 Вт / (м · К) у газів. Це пояснюється тим, що механізм передачі теплоти теплопровідністю в різних фізичних середовищах різний.

Метали мають найбільше значення коефіцієнта теплопровідності. Теплопровідність металів зменшується з ростом температури і різко знижується при наявності в них домішок і легуючих елементів. Так, теплопровідність чистої міді дорівнює 390 Вт / (м · К), а міді зі слідами миш’яку — 140 Вт / (м · К). Теплопровідність чистого заліза 70 Вт / (м · К), стали з 0,5% вуглецю — 50 Вт / (м · К), легованої сталі з 18% хрому і 9% нікелю — тільки 16 Вт / (м · К).

Залежність теплопровідності деяких металів від температури показана на рис. 9.2.

Гази мають невисоку теплопровідність (близько 0,01. 1 Вт / (м · К)), яка сильно зростає з ростом температури.

Теплопровідність рідин погіршується з ростом температури. Виняток становлять вода й гліцерин . Взагалі коефіцієнт теплопровідності крапельних рідин (вода, масло, гліцерин) вище, ніж у газів, але нижче, ніж у твердих тіл і лежить в межах від 0,1 до 0,7 Вт / (м · К).

тепловий потік
Мал. 9.2. Вплив температури на коефіцієнт теплопровідності металів

ТЕПЛОВОЇ ПОТІК це:

кількість теплоти, передане через изотермич. поверхню в од. часу. Розмірність Т. п. Збігається з розмірністю потужності. Т. п. Вимірюється в ватах або ккал / ч (1 ккал / ч = 1,163 Вт). Т. п. Віднесений до од. изотермич. поверхні, наз. щільністю Т. п. уд. Т. п. Або тепловим навантаженням; позначається зазвичай q, вимірюється в Вт / м2 або ккал / (м2 • год). Щільність Т. п вектор, будь-яка компонента догрого чисельно дорівнює кол-ву теплоти, переданої в од. часу через од. площі, перпендикулярної до напрямку взятої компоненти.

Фізичний енциклопедичний словник. — М. Радянська енциклопедія. Головний редактор А. М. Прохоров. 1983.

— вектор, спрямований у бік, протилежний градієнту темп-ри і рівний по абс. величиною кількістю теплоти, що проходить через изотермич. поверхню в одиницю часу. Вимірюється в ватах або ккал / ч (1 ккал / ч = 1,163 Вт). Т. п. Віднесений до одиниці изотермич. поверхні, наз. щільністю Т. п. або уд. Т. п. В техніці — т е п л о в о й н а г р у з к о м. Одиницями виміру уд. Т. п. Служать Вт / м 2 і ккал / (м 2 · год).

Фізична енциклопедія. У 5-ти томах. — М. Радянська енциклопедія. Головний редактор А. М. Прохоров. Тисяча дев’ятсот вісімдесят-вісім.

Дивитися що таке «ТЕПЛОВОЇ ПОТІК» в інших словниках:

тепловий потік — Тепловий потік — кількість теплоти, що проходить через зразок за одиницю часу. [ГОСТ 7076 99] Тепловий потік — потік теплової енергії, що переноситься в процесі теплообміну. [Термінологічний словник з бетону і залізобетону. ФГУП … … Енциклопедія термінів, визначень і пояснень будівельних матеріалів

ТЕПЛОВОЇ ПОТІК — кількість теплоти, що проходить в одиницю часу через довільну ізотермічну поверхню … Великий Енциклопедичний словник

тепловий потік — (a. Heat flow, heat flux, rate of heat flow; н. Warmefluβ, Warmestromung; ф. Courant calorifique, flux de chaleur; і. Corriente termico, torrente calorico, flujo termico) кількість теплоти, передане через изотермич. поверхню в одиницю … … Геологічна енциклопедія

тепловий потік — кількість теплоти, що переноситься через якусь поверхню в процесі теплообміну. Характеризується щільністю Т. п. Яка представляє собою відношення кількості теплоти, перенесеної через поверхню, до інтервалу часу, за який цей … … Енциклопедія техніки

тепловий потік — — [Я.Н.Лугінскій, М.С.Фезі Жилінський, Ю.С.Кабіров. Англо російський словник з електротехніки та електроенергетиці, Москва, 1999 г.] Тематики електротехніка, основні поняття EN thermal currentthermal flowheat fluxthermal flux … Довідник технічного перекладача

тепловий потік — 3.22 тепловий потік (heat flax): Інтенсивність теплового впливу, що визначається кількістю енергії, переданої на одиницю площі за одиницю часу, виражена в кіловатах на квадратний метр (кВт / м2). Джерело … Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації

тепловий потік — [heat flux] кількість теплоти, переданої через ізотермічну поверхню в одиницю часу в процесі теплообміну, теплопередачі, віддачі або відведення. Тепловий потік, віднесений до одиниці ізотермічної поверхні, називається щільністю … … Енциклопедичний словник по металургії

тепловий потік — šilumos srautas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Šilumos kiekis, pereinantis per tam tikrą paviršių per vienetinį laiko tarpą. atitikmenys: angl. heat flow; heat flow rate; heat flux; thermal flow; thermal flux vok. … … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

тепловий потік — šilumos srautas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. heat flow; heat flux; thermal flow; thermal flux vok. Wärmefluß, m; Wärmeströmung, f; Wärmestrom, m rus. потік тепла, m; тепловий потік, m pranc. flux de chaleur, m … Fizikos terminų žodynas

тепловий потік — šilumos srautas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Šilumos kiekis, praeinantis per tam tikrą paviršių per vienetinį laiko tarpą. atitikmenys: angl. heat flux; thermal flux vok. Wärmefluß, m; Wärmeströmung, f rus. потік тепла, m; теплової … … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

  • Теплова гармата Timberk. Технологія AERODYNAMIC CONTROL: спеціальна конструкція корпусу, решітки, нагрівального елементу і адаптований вентиляційний блок Висока якість збірки Мультіблочний гладкий … Детальніше Купити за 12786 руб
  • Пічки для лазні Мобіба. Четверте покоління печі Медіана 4 — це нове слово в еволюції мобільних банних печей. Піч стала ще зручніше в експлуатації завдяки тому, що вдалося вдосконалити її конвектор і … Детальніше Купити за 12400 руб
  • Теплова гармата CUBE (Scoole) TIH Q2 3M. Електричні теплові гармати від Timberk серії TIH Q2 3-30M мають високоміцний корпус, прилади стійкі до дуже високих температур і надійно захищає внутрішні компоненти приладу від … Детальніше Купити за 3725 руб

Інші книги по запросу «ТЕПЛОВОЇ ПОТІК» >>

§ 1. 2. Градієнт температури

градієнт температури (обозначаетсяgradTілі тепловий потік) — вектор, спрямований по нормалі до ізотермічної поверхні, в бік збільшення температури і чисельно рівний зміни температури на одиниці довжини:

де n- нормаль; тепловий потік— одиничний вектор; тепловий потік— оператор Гамільтона ( «Набла») — символічний вектор, який замінює символ градієнта.

У декартовій системі координат:

тепловий потік тепловий потік,

де тепловий потік— одиничні вектори або орт в декартовій системі координат.

§ 1.3. Кількість теплоти. Тепловий потік. Питомі теплові потоки

кількість теплоти — кількість теплової енергії, отримане або віддане тілом (твердим, рідким або газоподібним) або проходить через це тіло за деякий часτ в результаті теплообміну.

Позначають кількість теплоти тепловий потік і вимірюють в джоулях [Дж] або калоріях [кал]:

1 кал = 4,187 Дж, 1 Дж = 0,24 кал.

При цьому для аналізу процесів часто використовують кратні джоулю і калорії одиниці виміру:

1 кДж = 10 3 Дж; 1 МДж = 10 6 Дж; 1 ГДж = 10 9 Дж; 1 ТДж = = 10 12 Дж.

тепловий потік (позначають тепловий потік) кількість теплоти, що проходить через задану і нормальну до напряму розповсюдження теплоти поверхнюв одиницю часу :

тепловий потік.

При стаціонарному режимі теплообміну тепловий потік не змінюється в часі і розраховується за формулою:

У старій системі одиниць тепловий потік вимірюється в тепловий потік: тепловий потікПн.

У розрахунках використовують три види питомих теплових потоків:

а) поверхневу щільність теплового потоку (Позначають: q, Вт / м 2) — тепловий потік, віднесений до площі поверхні тіла;

б) лінейную щільність теплового потоку (Позначають: тепловий потік, Вт / м) — тепловий потік, віднесений до довжини протяжного тіла;

в) проб’емную щільність теплового потоку (Позначають: qv ,Вт / м 3) — тепловий потік, віднесений до обсягу тіла.

Поверхнева щільність теплового потоку — кількість теплоти, що проходить через задану і нормальну до напрвлению поширенню теплотиодиничну майданчик в одиницю часу.

де тепловий потік— одиничний вектор; τ — час, с; F- площа, м 2.

У стаціонарному режимі теплообміну і при однакових умовах теплообміну на всій поверхні тіла:

тепловий потік.

Лінійна щільність теплового потоку — тепловий потік, що проходить через бічну поверхнюодиничної довжини якогось протяжного тіла, довільного, але постійного по довжині поперечного перерізу. У стаціонарному режимі теплообміну і при однакових умовах теплообміну на всій поверхні тіла:

тепловий потік,звідки випливає, що тепловий потік

де τ — час, с; тепловий потік— довжина протяжного об’єкта, м.

Поверхнева щільність теплового потоку і лінійна щільність теплового потоку пов’язані між собою таким співвідношенням:

г тепловий потікде П — периметр протяжного тіла довільного, але постійного поперечного перерізу.

Наприклад, для труби діаметром dперіметр дорівнює довжині кола ( тепловий потік) І формула связіqі тепловий потікнабуде вигляду

тепловий потік.

Густина теплового потоку — кількість теплоти, що виділяється або поглинається усерединіодиничного обсягу тілаводиницю часу. У стаціонарному режимі теплообміну і за умови рівномірного розподілу внутрішніх джерел (стоків) теплоти в обсязі тіла:

тепловий потікзвідки слід тепловий потікі тепловий потік.

Об’ємну щільність теплового потоку qv використовують в наступних розрахунках тепловиділень або теплопоглинання:

— в ядерному реакторі,

— при проходженні електричного струму по провіднику з великим опором;

— внутрішнього тертя при течії рідини;

— при хімічних реакціях.

величина qv може бути як позитивною, (теплота виділяється), так і негативною (теплота поглинається).

тепловий потік це:

Дивитися що таке «тепловий потік» в інших словниках:

тепловий потік — Тепловий потік — кількість теплоти, що проходить через зразок за одиницю часу. [ГОСТ 7076 99] Тепловий потік — потік теплової енергії, що переноситься в процесі теплообміну. [Термінологічний словник з бетону і залізобетону. ФГУП … … Енциклопедія термінів, визначень і пояснень будівельних матеріалів

ТЕПЛОВОЇ ПОТІК — кількість теплоти, передане через изотермич. поверхню в од. часу. Розмірність Т. п. Збігається з розмірністю потужності. Т. п. Вимірюється в ватах або ккал / ч (1 ккал / ч = 1,163 Вт). Т. п. Віднесений до од. изотермич. поверхні, наз. … … Фізична енциклопедія

ТЕПЛОВОЇ ПОТІК — кількість теплоти, що проходить в одиницю часу через довільну ізотермічну поверхню … Великий Енциклопедичний словник

тепловий потік — (a. Heat flow, heat flux, rate of heat flow; н. Warmefluβ, Warmestromung; ф. Courant calorifique, flux de chaleur; і. Corriente termico, torrente calorico, flujo termico) кількість теплоти, передане через изотермич. поверхню в одиницю … … Геологічна енциклопедія

тепловий потік — кількість теплоти, що переноситься через якусь поверхню в процесі теплообміну. Характеризується щільністю Т. п. Яка представляє собою відношення кількості теплоти, перенесеної через поверхню, до інтервалу часу, за який цей … … Енциклопедія техніки

тепловий потік — — [Я.Н.Лугінскій, М.С.Фезі Жилінський, Ю.С.Кабіров. Англо російський словник з електротехніки та електроенергетиці, Москва, 1999 г.] Тематики електротехніка, основні поняття EN thermal currentthermal flowheat fluxthermal flux … Довідник технічного перекладача

тепловий потік — [heat flux] кількість теплоти, переданої через ізотермічну поверхню в одиницю часу в процесі теплообміну, теплопередачі, віддачі або відведення. Тепловий потік, віднесений до одиниці ізотермічної поверхні, називається щільністю … … Енциклопедичний словник по металургії

тепловий потік — šilumos srautas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Šilumos kiekis, pereinantis per tam tikrą paviršių per vienetinį laiko tarpą. atitikmenys: angl. heat flow; heat flow rate; heat flux; thermal flow; thermal flux vok. … … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

тепловий потік — šilumos srautas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. heat flow; heat flux; thermal flow; thermal flux vok. Wärmefluß, m; Wärmeströmung, f; Wärmestrom, m rus. потік тепла, m; тепловий потік, m pranc. flux de chaleur, m … Fizikos terminų žodynas

тепловий потік — šilumos srautas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Šilumos kiekis, praeinantis per tam tikrą paviršių per vienetinį laiko tarpą. atitikmenys: angl. heat flux; thermal flux vok. Wärmefluß, m; Wärmeströmung, f rus. потік тепла, m; теплової … … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

  • Теплова гармата Timberk. Технологія AERODYNAMIC CONTROL: спеціальна конструкція корпусу, решітки, нагрівального елементу і адаптований вентиляційний блок Висока якість збірки Мультіблочний гладкий … Детальніше Купити за 12786 руб
  • Пічки для лазні Мобіба. Четверте покоління печі Медіана 4 — це нове слово в еволюції мобільних банних печей. Піч стала ще зручніше в експлуатації завдяки тому, що вдалося вдосконалити її конвектор і … Детальніше Купити за 12400 руб
  • Теплова гармата CUBE (Scoole) TIH Q2 3M. Електричні теплові гармати від Timberk серії TIH Q2 3-30M мають високоміцний корпус, прилади стійкі до дуже високих температур і надійно захищає внутрішні компоненти приладу від … Детальніше Купити за 3725 руб

Інші книги по запросу «тепловий потік» >>

Рада 1: Як визначити тепловий потік

Теплота є сумарною кінетичною енергією молекул тіла, перехід якої від одних молекул до інших або від одного тіла до іншого може здійснюватися за допомогою трьох типів передачі: теплопровідністю, конвекцією і тепловим випромінюванням.

При теплопровідності теплова енергія переходить від більш нагрітих частин тіла до більш холодним. Інтенсивність її передачі залежить від градієнта температур, а саме від ставлення різниці температур, а також площі поперечного перерізу і коефіцієнта теплопровідності. В такому випадку формула для визначення теплового потоку q виглядає так: q = -kS (ΔT / Δx), де: k — коефіцієнт теплопровідності матеріалу; S — площа поперечного перерізу.

Ця формула називається законом теплопровідності Фур’є, а знак мінус у формулі вказує напрямок вектора теплового потоку, який протилежний градієнту температури. Згідно з цим законом, зниження теплового потоку можна домогтися, зменшивши один з його складових. Наприклад, можна скористатися матеріалом з іншим коефіцієнтом теплопровідності, меншим поперечним перерізом або різницею температур.

Конвективний тепловий потік здійснюється в газоподібних і рідких речовинах. У цьому випадку говорять про передачу теплової енергії від нагрівача до середовища, яка залежить від сукупності факторів: розміру і форми, що нагріває елемента, швидкості руху молекул, щільності і в’язкості середовища та ін. В цьому випадку може бути застосована формула Ньютона: q = hS (Tе — Tср ), де: h — коефіцієнт конвективного переносу, що відображає властивості нагрівається середовища; S — площа поверхні нагрівального елементу; Tе — температура нагрівального елементу; Tср — температура навколишнього середовища.

Теплове випромінювання — метод передачі тепла, який є різновидом електромагнітного випромінювання. Величина теплового потоку при такій теплопередачі підкоряється закону Стефана-Больцмана: q = σS (Ті ^ 4 — ТСР ^ 4), де: σ — постійна Стефана-Больцмана; S — площа поверхні випромінювача; Tи — температура випромінювача; ТСР — температура навколишнього середовища , що поглинає випромінювання.

Рада 2: Як визначити площу поперечного перерізу

Якщо поперечний переріз об’єкта має складну форму, для обчислення його площі слід розбити його на ділянки простих форм. Після цього з’явиться можливість розрахувати площі цих ділянок за відповідними формулами, а потім їх скласти.

тепловий потік

Розділіть поперечний переріз об’єкта на області, що мають форми трикутників, прямокутників, квадратів, секторів, кіл, півкіл і чвертей кіл. Якщо в результаті поділу будуть виходити ромби, розділіть кожен з них на два трикутника, а якщо паралелограми — на два трикутника і один прямокутник. Виміряйте розміри кожної з цих областей: боку, радіуси. Всі вимірювання здійснюйте в однакових одиницях.

Прямокутний трикутник можна представити у вигляді половини прямокутника, розділеного надвоє по діагоналі. Для розрахунку площі такого трикутника помножте один на одного довжини тих сторін, які примикають до прямого кута (вони називаються катетами), потім результат множення поділіть на два. Якщо ж трикутник прямокутним не є, для розрахунку його площі спочатку проведіть у ньому з будь-якого кута висоту. Він виявиться розділеним на два різних трикутника, кожен з яких буде прямокутним. Виміряйте довжини катетів кожного з них, а потім за результатами вимірювань обчисліть їх площі.

щоб обчислити площа прямокутника, помножте один на одного довжини двох його примикають один до одного сторін. У квадрата вони рівні, тому можна довжину одного боку помножити саму на себе, тобто, звести її в квадрат.

Для визначення площі кола поділіть зведіть його радіус в квадрат, а потім помножте результат на число π. У разі, якщо фігура є не колом, а півколом, розділіть площа на два, а якщо чвертю кола — на чотири. У сектора виміряйте кут між центром уявного центру і кінцями дуги, переведіть його з градусів в радіани, помножте на квадрат радіуса, а потім поділіть на два.

Складіть всі отримані площі між собою, і вийде площа. виражена в одиницях того ж порядку, що і вихідні дані. Наприклад, якщо довжини сторін і радіуси вимірювалися вами в міліметрах, площа вийде в квадратних міліметрах.

Значно полегшити вимір площі складної фігури допоможе прилад, званий планіметром. Встановіть його шкалу на нуль, після чого проведіть щупом по контуру фігури. Прочитайте смужка. Точність такого вимірювання вийде порівняно невеликий.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *