A koncepció a hőátadás

Hőcsere vagy hőátadás elmélet néven kutató tudomány törvényei hőátadás a szilárd, folyékony és gáznemű testek.

Alapjai hő rakták magyar tudós

MV Lomonoszov, a közepén a XVIII. létrehoz egy mechanikai elmélete, a hő és az alapjait a törvény megőrzése és átalakítása anyag és energia. Egy további fejlesztése a tanítás által fejlesztett hő az általános rendelkezések.

Jelenleg hőátadás technikai termodinamika elméleti alapjait a hő.

3.2. A főbb típusai a hőátadás

A test különböző cserélhetnek belső energiát hő formájában. A folyamat a hőátadás - spontán másolását (transzfer) hő térben nem egyenletes hőmérséklet-eloszlást. A hőmérséklet-különbség - szükséges feltétele a hőcserélő, a hő terjed a szervek magasabb hőmérsékletet a szervek alacsonyabb hőmérsékleten. hőátadás jelenlétében hőmérséklet-különbségek végezhetjük belül egy szilárd, folyékony, gáznemű közeg, szilárd határ a környező közeggel, a két közeg elválasztott partíció.

Tanulmányok azt mutatják, hogy a hőátadó egy összetett folyamat. Azonban az egyszerűség kedvéért, a tanulmány, három alaptípusa hőátadás: hővezető (hővezetés), konvekció és a hősugárzás.

Ez az úgynevezett hővezető hőátadás a testen belül összefüggő, véletlenszerűen mozgó mikrorészecskék (atomok, molekulák, elektronok). Azaz, a részecskék érintkeznek, elterjedt a hőt. Lehet megfigyelni, hogy hevítve fém rúd egyik végét a hő fokozatosan terjed az egész rúd. Ez azzal a ténnyel magyarázható, hogy a végén a rúd egy fűtött hőmozgást molekulák, atomok és szabad elektronok fokozatosan felgyorsulnak, és ez azt jelenti, hogy a belső mozgási energia ezek megnő. Az ütközés az energia adódik át a mélybe, ami a hősugárzás egész rúd. A folyadékok (cseppecske és gáz) hőátadás folyamatában hővezetés nagyon kicsi.

Konvekció - hőátadás mozgatásával térfogatú az áramló közeg (folyadék vagy gáz) a térben egy régió egy C körüli hőmérsékleten egy különböző hőmérsékletű. Különbséget tenni a szabad és kényszerített konvekciós. Amikor szabad konvekcióval folyadék mozgás hatása alatt a sűrűség-különbség az egyes részeinek a folyadék melegítés közben, például, hőátadás a forró külső felülete a hideg levegő az akkumulátor szobában. Ha a mozgás okozta mesterségesen ventilátor, szivattyú, keverő, stb egy ilyen kényszerített konvekciós áramlás nevezzük. Így hőelosztás, vagyis fűtés a teljes tömege a folyadék, sokkal gyorsabb, mint a szabad.

Termikus sugárzás - a folyamat hőátadás formájában elektromágneses hullámok egy dupla reciprok transzformáció - hő a sugárzó és vissza.

szükséges anyagok közepes, ilyen közegben nem kell a sugárzásnak hőátadást a hővezető képesség és a konvekció.

A hőcsere két test között, a belső energia a magasabb hőmérséklet a test csökken, és a test egy kevésbé magas hőmérsékleten azonos ütemben növekszik. A folyamat a hőátadás történik intenzívebben annál nagyobb a hőmérséklet-különbség a szervek cseréje energia. Ennek hiányában, a hőátadási folyamat leáll, és a termikus egyensúly bekövetkezik.

A fenti formák hőátadás sok esetben közösen végzik kettő, és több - három módon. Például, a hőcsere közötti a szilárd felület és a folyadék (vagy gáz) fordul elő a hővezetés és a konvekciós mind úgynevezett konvektív hőcsere vagy hőátadás. A gőzkazánok a folyamat hőátadás a füstgázokból egy külső felülete fűtőcsövek egyidejű kapcsolódáshoz mindhárom típusú hőátadás - hővezetés, konvekció és a hősugárzás. A külső felület a belső fűtési csövek keresztül korom réteg fémes fal és a réteg a skála hő hővezetéssel. Végül, a belső felületén a cső a víz hőt hővezetéssel és konvekciós. A gyakorlati számításokban ilyen összetett folyamatok néha hasznos a egészére. Például, a hőátadást a forró folyadékot a hideg fal az elválasztó őket nevezik a hőátadási folyamatot.

Tekintsük mindegyik három mód a hőátadás (hővezetés, konvekció és hősugárzás), valamint azokat egyesítő és összetett folyamat hőátadás.

hővezetés folyamat elválaszthatatlanul kapcsolódik a hőmérséklet-eloszlás a testen belül. Ezért tanul, először létre kell hozni a hőmérséklet fogalma pályáról gradientatemperatury.

Hőmérséklet ismert, hogy jellemezzük a termikus állapotát, a test, és meghatározza ennek mértékét a fűtött. A beállított hőmérséklet érték az összes pontot a térben egy adott időben hívják a hőmérséklet területén. Ha a hőmérséklet időbeli változások területén az úgynevezett bizonytalan (időfüggő), és ha nem változik - A (helyhez kötött).

Bármely hőmérsékleten területen a szervezetben mindig van pont ugyanezen a hőmérsékleten. A pontok helye képező szigetelt felületre. Mivel ugyanaz a térbeli pontban ugyanakkor nem lehet két különböző hőmérsékleten, az izotermikus felület nem keresztezik egymást; vagy mindegyik zárva magukat, vagy a végén a határait a szervezetben. Következésképpen, a változás a testhőmérséklet figyelhető csak a irányban metsző izoterm felülettől (például, x irányban, ábra. 1)

1. ábra meghatározása a hőmérséklet-gradiens.

Így gyorsabb hőmérséklet-változás kapjuk merőleges irányban az izotermikus felületeket n. Hőmérséklet-változás határa az arány, hogy a távolság a izotermák normál hőmérsékleten az úgynevezett gradiens. = (1,)

A hőmérséklet-gradiens a vektoros irányított normális az izotermikus felületek irányába növekvő hőmérséklet. A hőmérséklet gradiens jelzi, hogy milyen erőteljesen (hirtelen) változás a testhőmérséklet oszlop és egy fontos mennyiséget, amely meghatározza, sok fizikai jelenségek (előforduló repedések a törékeny teste egyenetlen fűtés, termikus deformáció, stb)

Hő spontán át csak abba az irányba, csökkenő hőmérséklet. A hőmennyiség átruházható bármilyen izoterm felületen időegység nevezzük hőáram.

A hőáramlás egységnyi területére jutó izotermikus felülete, az úgynevezett hőáram sűrűség:

Az értékek a Q és q vektorok mentén irányul normális az izotermikus felületeket, ahol a pozitív irányba felveszünk irányába redukálási hőmérsékletét. Vektorok hőáram és a hőmérséklet-gradiens ellentétes.

Az alapvető törvénye hővezetés (Fourier joga) az alábbiak szerint történik: hőáram sűrűség arányos a hőmérséklet-gradiens: (3)

ahol a hővezetési együttható jellemző képességét szervek vezetik a hőt, és függ a kémiai összetétele és fizikai szerkezete Az anyag, hőmérséklet, nedvesség és a porozitás. Nedvesség, kitöltve a pórusokat, a test megnöveli hővezető képesség és a porozitás éppen ellenkezőleg, csökkenti azt a több porózus test, annál inkább levegőt tartalmazott, és a levegő hővezető, és általában a gázok alacsony (20 - 25-szer kisebb, mint a hővezető víz) .

Közelítő értékeit a hővezetési különböző anyagok felsorolását a melléklet táblázatában. 1.