Hőáramlás 1
hőáramlás
A hőmennyiség áthaladó egy adott felület egy egységnyi idő az úgynevezett hőáram Q. watt.
A hőmennyiség egységnyi területen időegység nevezik hőáram sűrűség és a fajlagos hőáramot és jellemzi a hőcsere intenzitásának.
A hőáram sűrűsége q. mentén irányul normális az izotermikus felületeket ellenkező irányban a hőmérséklet-gradiens, azaz. e. irányába csökkenő hőmérséklet.
Ha az ismert elosztó q felületén F. a teljes hőmennyiséget Qτ. áthaladt a felszín alatt τ. ott a következő egyenletet:
és hőáramlás:
Ha a q értéke állandó a kérdéses felületre, akkor:
Fourier törvény
Ez a törvény meghatározza a hőáram a hőhordozó vezetéssel. Francia tudós Zh. B. Fure alakult 1807-ben, hogy a sűrűsége a hő áramlását a szigetelt felület arányos a hőmérséklet-gradiens:
A mínusz jel (9.6) azt jelzi, hogy a hőáram irányítjuk ellentétes irányban a hőmérséklet-gradiens (lásd. Ábra. 9.1.).
A hőáramsűrűség tetszőleges irányba L képviseli a vetületét ebben az irányban a hőáramlás a normális irányban:
hővezetési együttható
Az együttható λ. W / (m · K) Fourier-törvény egyenlet számszerűen egyenlő a sűrűsége hőáram, amikor a hőmérséklet egy Kelvin (fok) egységnyi hosszúságú. Hővezetési együtthatója különböző anyagok függ a fizikai tulajdonságai. Egy jellemző értékének az hővezető a test függ a test szerkezetét, a térfogatát súlya, nedvességtartalma, a kémiai összetétel, a nyomás és a hőmérséklet. A mérnöki számítások λ értéket veszünk a look-up asztalok, meg kell továbbá arról, hogy azokat a feltételeket, amelyek a táblázatban megadott érték a hővezetési feltételeknek megfelelnek a kiszámított feladat.
Különösen a hővezető erősen függ a hőmérséklettől. A legtöbb anyag, a tapasztalat azt mutatja, ez a kapcsolat lehet kifejezni, mint lineáris képlet:
ahol λo - hővezető 0 ° C-on;
β - hőmérsékleti együttható.
Hővezetési együtthatója gázok. és különösen gőz erősen függ a nyomástól. A számértéke a hővezetési különböző anyagok változik egy nagyon széles tartományban - a 425 W / (m · K) az ezüst, hogy értékei sorrendben 0,01 W / (m · K) a gáz. Ez azért van, mert a hővezető hőátadás mechanizmus számos különböző fizikai környezetben.
A fémek a legfontosabb hővezető. A hővezető fémek csökken a hőmérséklet emelkedésével és csökkenti drasztikusan a E szennyeződések jelenléte és ötvöző elemek. Így, a hővezető tiszta réz 390 W / (m-K), és réz nyomokban arzén - 140 W / (m-K). Hővezető képesség a tiszta vas 70 W / (m · K), acél 0,5% szén - 50 W / (mK), rozsdamentes acél, 18% krómot, és 9% nikkel - mindössze 16 W / (m-K).
A függőség a hővezető képessége egyes fémek a hőmérséklet ábrán látható. 9.2.
A gázokat egy alacsony hővezető (a sorrendben 0,01. 1 W / (m · K)), amely erősen növekszik a hőmérséklet emelkedésével.
A hővezető folyadékok romlik a hőmérséklet növekedésével. Kivételek a víz és a glicerin. Általában, a hővezető cseppecske folyadékok (víz, olaj, glicerin) magasabb, mint a gáz, de alacsonyabb, mint a szilárd anyag, abban rejlik, hogy a 0,1 és 0,7 W / (m-K).
Ábra. 9.2. A hőmérséklet hatása a hővezetési együtthatója a fémek