Тепломассообмен. Теплопроводность

Содержание

Слайд 2

Введение Различают три элементарных способа передачи теплоты: − теплопроводность; − конвекцию; − тепловое излучение.

Введение

Различают три элементарных способа передачи теплоты:

− теплопроводность;

− конвекцию;

− тепловое излучение.

Слайд 3

Глава 1 ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ 1-1. Основной закон теплопроводности Совокупность значений температуры для

Глава 1
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

1-1. Основной закон теплопроводности

Совокупность значений температуры для всех точек пространства

в данный момент времени называется температурным полем.

Если температура меняется во времени, то поле называется неустановившимся (нестационарным), если не меняется − установившимся (стационарным).

Геометрическое место точек тела, имеющих одинаковую температуру, образует изотермическую поверхность.

Изотермические поверхности друг с другом не пересекаются, следовательно, изменение температуры в теле наблюдается лишь в направлениях, пересекающих эти поверхности.

Слайд 4

Предел отношения изменения температуры к расстоянию между изотермами по нормали называется

Предел отношения изменения температуры
к расстоянию между изотермами по нормали называется

градиентом температуры.

Количество теплоты, переносимое через какую-либо изотермическую поверхность в единицу времени, называется тепловым потоком Q.

Тепловой поток, отнесённый к единице площади изотермической поверхности, называется плотностью теплового потока q.

Закон Фурье

Слайд 5

Коэффициент теплопроводности Коэффициент теплопроводности численно равен количеству теплоты, которое проходит в

Коэффициент теплопроводности

Коэффициент теплопроводности численно равен количеству теплоты, которое проходит в единицу

времени через единицу площади изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице.
Слайд 6

Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры для некоторых газов: 1 − водяной

Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры для некоторых газов: 1 − водяной

пар; 2 − кислород; 3 − воздух; 4 − азот; 5 − аргон.
Слайд 7

Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры для некоторых капельных жидкостей: 1 −

Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры для некоторых капельных жидкостей: 1 −

вазелиновое масло; 2 − бензол; 3 − ацетон; 4 − касторовое масло; 5 − спирт этиловый; 6 − спирт метиловый; 7 − глицерин; 8 − вода.
Слайд 8

Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры для некоторых изоляционных и огнеупорных материалов:

Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры для некоторых изоляционных и огнеупорных материалов:

1 − воздух;
2 − минеральная шерсть 160 кг/м3; 3 − шлаковая шерсть 200 кг/м3;
4 − ньювель 340 кг/м3; 5 − совелит 440 кг/м3; 6 − диатомовый кирпич 550 кг/м3; 7 − красный кирпич 1672 кг/м3; 8 − шлакобетон-ный кирпич 1373 кг/м3; 9 − шамотный кирпич 1840 кг/м3.

Для влажного материала коэффициент теплопроводности может быть значительно выше, чем для сухого и воды в отдельности.

Материалы с низким значением коэффициента теплопроводности, меньшим 0,2 Вт/(м⋅°С), обычно применяются для тепловой изоляции и называются теплоизоляционными.

Слайд 9

Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры для некоторых металлов.

Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры для некоторых металлов.

Слайд 10

1-2. Теплопроводность плоской стенки 1. Однородная стенка Расчётная формула теплопроводности плоской

1-2. Теплопроводность плоской стенки

1. Однородная стенка

Расчётная формула теплопроводности плоской стенки

Отношение λ/δ

называется тепловой проводимостью стенки, а обратная величина δ/λ − термическим сопротивлением.

Уравнение температурной кривой

Слайд 11

Среднее значение коэффициента теплопроводности Уравнение температурной кривой

Среднее значение коэффициента теплопроводности

Уравнение температурной кривой

Слайд 12

2. Многослойная стенка Плотность теплового потока Температурные напоры в каждом слое

2. Многослойная стенка

Плотность теплового потока

Температурные напоры в каждом слое

Слайд 13

Плотность теплового потока

Плотность теплового потока

Слайд 14

Эквивалентный коэффициент теплопроводности

Эквивалентный коэффициент теплопроводности

Слайд 15

1-3. Теплопроводность цилиндрической стенки 1. Однородная стенка

1-3. Теплопроводность цилиндрической стенки

1. Однородная стенка

Слайд 16

Слайд 17

Уравнение температурной кривой

Уравнение температурной кривой

Слайд 18

2. Многослойная стенка Плотность теплового потока

2. Многослойная стенка

Плотность теплового потока

Слайд 19

Температурные напоры в каждом слое

Температурные напоры в каждом слое

Слайд 20

Слайд 21

3. Упрощение расчётных формул − средний диаметр − толщина стенки трубы Коэффициент кривизны стенки

3. Упрощение расчётных формул

− средний диаметр

− толщина стенки трубы

Коэффициент кривизны стенки

Слайд 22

Зависимость коэффициента кривизны от отношения диаметров

Зависимость коэффициента кривизны от отношения диаметров

Слайд 23

Формула для расчёта теплопроводности многослойной трубы

Формула для расчёта теплопроводности многослойной трубы

Слайд 24

1. Однородная шаровая стенка 1-4. Теплопроводность шаровой стенки и тел неправильной формы − толщина стенки

1. Однородная шаровая стенка

1-4. Теплопроводность шаровой стенки и тел неправильной формы

толщина стенки
Слайд 25

Уравнение температурной кривой

Уравнение температурной кривой

Слайд 26

1. Тела неправильной формы

1. Тела неправильной формы

Слайд 27

1-5. Теплопроводность тел с внутренними источниками теплоты Мощность внутреннего источника теплоты

1-5. Теплопроводность тел с внутренними источниками теплоты

Мощность внутреннего источника теплоты −

это величина, равная количеству теплоты выделяемому единицей объёма тела в единицу времени.

1. Теплопроводность плоской стенки

Слайд 28

2. Теплопроводность круглого стержня Перепад температуры по радиусу стержня

2. Теплопроводность круглого стержня

Перепад температуры по радиусу стержня

Слайд 29

2. Теплопроводность цилиндрической стенки Теплота отводится через внешнюю поверхность трубы Перепад температуры в стенке трубы

2. Теплопроводность цилиндрической стенки

Теплота отводится через внешнюю поверхность трубы

Перепад температуры в

стенке трубы
Слайд 30

Теплота отводится через внутреннюю поверхность трубы

Теплота отводится через внутреннюю поверхность трубы