Основы теории передачи теплоты. Основные понятия и определения, механизмы переноса тепла. Теплопроводность

Сентябрь 13, 2022

Главная
Физика
Основы теории передачи теплоты. Основные понятия и определения, механизмы переноса тепла. Теплопроводность

Содержание

2. Основные понятия и определения Теплота самопроизвольно передается от среды с более высокой температурой к среде с
3. Теплообменная поверхность – F, м2; Плотность теплового потока - количество теплоты, передаваемой через единицу поверхности в
4. Градиент температуры Градиент температуры - это вектор, нормальный к изотермической поверхности и направленный в сторону возрастания
5. Способы (механизмы) передачи теплоты Теплопроводность – перенос энергии микрочастицами (молекулами, ионами, электронами) за счет их «теплового»
6. Теплопроводность Закон Био – Фурье - количество тепла, возникающего в теле вследствие теплопроводности при некоторой разности
7. Закон Био-Фурье dQ= -λ· dF· gradt·dτ, где dQ – количество тепла, Дж; λ - коэффициент пропорциональности,
8. Коэффициент теплопроводности Коэффициент теплопроводности - физическая характеристика, способность данного тела проводить тепло. Количественно коэффициент теплопроводности равен
9. Коэффициент теплопроводности зависит от природы и агрегатного состояния вещества, от температуры и давления. Для газов возрастает
10. Дифференциальное уравнение теплопроводности Уравнение выводится на основе закона сохранения энергии, считая, что тело однородно и изотропно
11. где а – коэффициент температуроводности, физический параметр вещества, м2/с; Уравнение гласит – изменение температуры во времени
12. Закон Фурье для стационарного процесса Уравнение теплопроводности для многослойной плоской стенки: Уравнение теплопроводности для плоской стенки
13. Уравнение теплопроводности для цилиндрической стенки (для стационарного режима) Уравнение теплопроводности цилиндрической однослойной стенки : Уравнение теплопроводности
14. Лучистый теплообмен Физические основы
15. Лучистый теплообмен Процесс распространения тепла в виде электромагнитных волн. Все тела обладают способностью излучать энергию, поглощать
16. Характеристики теплового излучения Лучеиспускательная способность – количество энергии, излучаемой единицей поверхности тела в единицу времени во
17. Интенсивность лучистого потока Интенсивность общего лучистого потока зависит от 4-ой степени абсолютной температуры излучающего тела, его
18. Закон Кирхгофа Отношение лучеиспускательной способности тел к их поглощательной способности для всех тел одинаково и равно
19. Чем выше температура излучающего тела, тем в более короткой области длин волн лежит максимум излучения. Лучистый
21. Скачать презентацию

Слайд 2

Основные понятия и определения
Теплота самопроизвольно передается от среды с более высокой

температурой к среде с более низкой температурой;
Тепловые - процессы скорость которых определяется скоростью переноса энергии в форме теплоты;
Движущая сила – разность температур ∆t;
Количество переданной теплоты Q, Дж, кДж;

Слайд 3

Теплообменная поверхность – F, м2;
Плотность теплового потока - количество теплоты, передаваемой

через единицу поверхности в единицу времени:
q=Q/F, Вт/м2;
Процесс передачи теплоты – установившийся и неустановившийся:
Q=f (∆t, F,τ…)

Слайд 4

Градиент температуры
Градиент температуры - это вектор, нормальный к изотермической поверхности и

направленный в сторону возрастания температуры. Численно градиент температуры равен производной от температуры по нормали к поверхности:

Слайд 5

Способы (механизмы) передачи теплоты
Теплопроводность – перенос энергии микрочастицами (молекулами, ионами,

электронами) за счет их «теплового» движения. Носители энергии – микрочастицы, совершающие колебательное движение, процесс протекает на молекулярном уровне;
Конвекция – перемещение в пространстве неравномерно нагретых объемов среды, перенос тепла связан с переносом массы;
Тепловое излучение – перенос тепла от одного тела к другому электромагнитными волнами.

Слайд 6

Теплопроводность
Закон Био – Фурье - количество тепла, возникающего в теле вследствие

теплопроводности при некоторой разности температур в отдельных частях тела, прямо пропорционально градиенту температуры, времени проведения процесса и площади сечения, перпендикулярного направлению теплового потока.

Слайд 7

Закон Био-Фурье
dQ= -λ· dF· gradt·dτ,
где dQ – количество тепла,

Дж;
λ - коэффициент пропорциональности,
коэффициент теплопроводности, ;
grad t – градиент температуры, К/м;
dτ – время, с;
dF – поверхность теплообмена, перпендикулярная тепловому потоку, м2.

Слайд 8

Коэффициент теплопроводности
Коэффициент теплопроводности - физическая характеристика, способность данного тела проводить

тепло.
Количественно коэффициент теплопроводности равен количеству тепла, проходящего в единицу времени τ через единицу изотермической поверхности F в стационарном температурном поле, при единичном градиенте температур,:

Слайд 9

Коэффициент теплопроводности зависит от природы и агрегатного состояния вещества, от температуры

и давления.
Для газов возрастает с повышением температуры и мало зависит от давления;
для жидкости – уменьшается с увеличением температуры;
для твердых тел – увеличивается с повышением температуры.

Слайд 10

Дифференциальное уравнение теплопроводности
Уравнение выводится на основе закона сохранения энергии, считая, что

тело однородно и изотропно (одинаковость физических свойств). Физические параметры ρ,λ, с – постоянны.
Согласно закону сохранения энергии вся теплота внесенная из вне в элементарный объем путем теплопроводности за время dτ идет на изменение внутренней энергии вещества в этом объеме:

Слайд 11

где а – коэффициент температуроводности, физический параметр вещества, м2/с;
Уравнение гласит –

изменение температуры во времени для любой точки тела пропорционально величине а.

Слайд 12

Закон Фурье для стационарного процесса
Уравнение теплопроводности для многослойной плоской стенки:
Уравнение

теплопроводности для плоской стенки

Слайд 13

Уравнение теплопроводности для цилиндрической стенки (для стационарного режима)
Уравнение теплопроводности цилиндрической однослойной

стенки :
Уравнение теплопроводности многослойной цилиндрической стенки:

Слайд 14

Лучистый теплообмен
Физические основы

Слайд 15

Лучистый теплообмен
Процесс распространения тепла в виде электромагнитных волн.
Все тела обладают

способностью излучать энергию, поглощать энергию и превращать ее в тепловую.
Тепловое излучение имеет одинаковую природу со световым.

Слайд 16

Характеристики теплового излучения
Лучеиспускательная способность – количество энергии, излучаемой единицей поверхности тела

в единицу времени во всем интервале длин волн:
E=Qл/(F τ)
Лучеиспускательная способность абсолютно черного тела пропорциональна абсолютной температуре его поверхности в 4-ой степени (закон Стефана Больцмана):
Где K0- константа лучеиспускания абсолютно черного тела,
с0- коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела

Слайд 17

Интенсивность лучистого потока
Интенсивность общего лучистого потока зависит от 4-ой степени абсолютной

температуры излучающего тела, его излучающей способности и степени черноты серого тела:

Слайд 18

Закон Кирхгофа
Отношение лучеиспускательной способности тел к их поглощательной способности для всех

тел одинаково и равно лучеиспускательной способности абсолютно черного тела при той же температуре:
E0=Ec/А

Слайд 19

Чем выше температура излучающего тела, тем в более короткой области длин

волн лежит максимум излучения.
Лучистый теплообмен становится заметным по сравнению с конвективным при температуре больше 400 С

Основы теории передачи теплоты. Основные понятия и определения, механизмы переноса тепла. Теплопроводность

Содержание

Основные понятия и определенияТеплота самопроизвольно передается от среды с более высокой

Теплообменная поверхность – F, м2;Плотность теплового потока - количество теплоты, передаваемой

Градиент температурыГрадиент температуры - это вектор, нормальный к изотермической поверхности и

Способы (механизмы) передачи теплоты Теплопроводность – перенос энергии микрочастицами (молекулами, ионами,

ТеплопроводностьЗакон Био – Фурье - количество тепла, возникающего в теле вследствие

Закон Био-Фурье dQ= -λ· dF· gradt·dτ, где dQ – количество тепла,

Коэффициент теплопроводности Коэффициент теплопроводности - физическая характеристика, способность данного тела проводить

Коэффициент теплопроводности зависит от природы и агрегатного состояния вещества, от температуры

Дифференциальное уравнение теплопроводностиУравнение выводится на основе закона сохранения энергии, считая, что

где а – коэффициент температуроводности, физический параметр вещества, м2/с;Уравнение гласит –

Закон Фурье для стационарного процесса Уравнение теплопроводности для многослойной плоской стенки:Уравнение

Уравнение теплопроводности для цилиндрической стенки (для стационарного режима)Уравнение теплопроводности цилиндрической однослойной

Лучистый теплообменФизические основы

Лучистый теплообменПроцесс распространения тепла в виде электромагнитных волн. Все тела обладают

Характеристики теплового излученияЛучеиспускательная способность – количество энергии, излучаемой единицей поверхности тела

Интенсивность лучистого потокаИнтенсивность общего лучистого потока зависит от 4-ой степени абсолютной

Закон КирхгофаОтношение лучеиспускательной способности тел к их поглощательной способности для всех