изначається законом Фур'є q = - К grad в, де q - тепловий потік, що представляє собою кіль-кість теплоти, переданої в одиницю часу через одиницю поверхні, Вт/м 2 ;
grad Q = d Q / dl - градієнт температури; О» - теплопровідність, Вт/(м-К). p> Теплопровідність залежить від природи і фізичного стану речовини. У анізотропних тілах вона залежить, крім того, від напряму поширення теплоти. Кращими провідниками теплоти є метали. Найменшою теплопровідністю володіють гази. Для газів теплопровідність залежить не тільки від складу газу, а й від температури і при великому розрідженні - від тиску.
Повний тепловий потік, створюваний різницею температур, визначається формулою
, (1)
де G Q - теплова провідність середовища; R Q - теплове (або термічне) опір середовища.
Теплова провідність середовища залежить від теплопровідності, яка визначається за довідковими даними з геометричних співвідношень, і для її розрахунку можна використовувати аналогічні формули електричної провідності, замінивши питому провідність теплопровідністю.
Теплова провідність плоскої стінки G Q = lS/d, де S - площа стінки; d - товщина стінки.
Теплова провідність циліндричної стінки
,
де l - довжина циліндра; d 1 , d 2 - діаметри відповідно зовнішньої і внутрішньої стінок циліндра.
Конвекція. Повний теплової потік в результаті тепловіддачі визначається формулою Ньютона
, (2)
де x - коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м 2 -К); S - поверхня тіла; О”Q - різниця температур навколишнього середовища і тіла. Коефіцієнт тепловіддачі при природній і вимушеної конвекції розраховується на підставі теорій теплового та геометричного подоб.
При штучної конвекції при поперечному омивання циліндра (рис. 1, а) коефіцієнт тепловіддачі для газів виражається формулою
(3)
де d - діаметр циліндра; П… - швидкість руху газу; ОЅ - кінематична в'язкість, рівна абсолютної в'язкості, віднесеної до щільності речовини; О» - теплопровідність газу; з і п є функціями швидкості газу і розмірів циліндра і визначаються за випереди тельно розрахованої величиною, званої критерієм Рейнольдса, Re = vd / v , з табл. 11-1. p> а) б)
90 В° 70 В° 50 В° 30 В° 10 В°
Рис. 1
Q, Вє C
ОЅ, 1.10 -6
м 2 /c
О», 1.10 -2
Вт/(м В· К)
0
13,70
2,33
20
15,70
2,56
<...
