Основні висновки:

1. Самовільний необоротний процес перенесення теплоти в просторі, обумовлений різницею температур, називається теплообміном. Закономірності перенесення теплоти і кількісні характеристики цього процесу вивчаються теорією теплообміну.

2. Тепло всередині тіла може поширюватися двома способами — теплопровідністю і конвекцією. Теплообмін між тілами може відбуватися двома способами, які принципово відрізняються один від одного: дотиканням і випромінюванням (радіацією). На практиці різні способи поширення тепла й різні види тепло­обміну переплітаються дуже тісно, але для вивчення видів поши­рення тепла розглянемо їх окремо, оскільки вони підкоряються різ­ним законам.

3. Процес передачі тепла теплопровідністю через плоску одношарову стінку виражається законом Фур'є. Коефіцієнт теплопровідності λ показує величину секундного теплового потоку Дж/с або потужність теплового потоку Вт, що проходить через стінку з площею поверхні 1 м² і товщиною 1 м при різниці температур в 1 град. Густина теплового потоку, що передається теплопровід­ністю через одношарову плоску стінку, прямо пропорційна різниці температур і обернено пропорційна термічному опору стінки.

Контрольні питання:

1. Дати визначення поняттям теплообмін, теплопровідність.

2. Пояснити особливості поширення тепла всередині тіла.

3. Пояснити особливості поширення тепла між двома тілами.

4. Закон Фур'є та його застосування для визначення кількості тепла, що пердається через одношарову плоску стінку.

5. Особливості розрахунку та визначення коефіцієнта теплопровідності, тепловіддачі, питомого термічного опору та густини теплового потоку.

Домашнє завдання:

1. Повторення матеріалу теми за конспектом.

Прочитати:

[1] c. 192-195; [3] c. 156-163.

Тема №13

Конвективний теплообмін. Променистий теплообмін

План

1. Загальні поняття. Закон тепловіддачі

2. Променистий теплообмін

3. Теплообмін під час конденсації пари.

4. Тепловіддача під час кипіння рідини

1. Загальні поняття. Закон тепловіддачі

Конвективним теплообміном, або тепловіддачею дотиканням, нази­вається теплообмін між поверхнею і теплоносієм (рідиною або газом), що омивав цю поверхню.

Нехай теплоносієм буде рідина (або газ), нагріта до температури t_рід (рис.), і омиває стінку, на поверхні F якої встановлюється температура t_ст.

Величина теплового потоку Q при конвективному теплообміні визначається за законом Ньютона—Ріхмана.

(13.1)

де α — коефіцієнт тепловіддачі.

Поділивши рівняння почленно на F, знайдемо густину тепло­вого потоку:

З формули визначимо розмірність коефіцієнта тепловіддачі:

, (13.3)

Коефіцієнт а при однаковій вартості наведених величин може мати різні значення залежно від умов передачі тепла.

На величину коефіцієнта тепловіддачі α впливають такі фактори:

- вид рідини чи газу та їх фізичні властивості (в'язкість, густина, теплопровідність, теплоємність тощо);

- швидкість руху рідини чи газу (зі збільшенням швидкості а зростає);

- характер руху рідини чи газу (струминний — ламінарний чи вихровий — турбулентний);

- форма й шорсткість поверхні стінки.

Таким чином, на відміну від коефіцієнта теплопровідності λ,:який залежить тільки від матеріалу стінки (шару), коефіцієнт тепловіддачі не є фізичним параметром рідини чи газу. Числові значення коефіцієнта тепловіддачі для різних умов визначають широкими експериментальними дослідженнями, що грунтуються на теорії подібності.