1.Каковы гипотеза (закон) Фурье и ее физический смысл?

Гипотеза (закон) Фурье связывает между собой вектор плотности теплового потока и градиент температуры по формуле , где - коэффициент теплопроводности материала. Физический смысл гипотезы (закона) Фурье состоит в том, что названные выше векторы и прямо пропорциональны друг другу (при ).

11.Расчет величины плотности теплового потока в теле.

Кол-во тепла, проходящего ч/з площадь изотермической пов-ти за время τ, наз-ся тепловым потоком Q[Дж], а та его часть, к-рая проходит через 1 площади за 1 времени, наз-ся плотностью теплового потока q[Вт/м²].

Численное значение плотности теплового потока q = по модулю (длине) вектора и определяется по формуле: , где — единичный вектор внешней нормали.

13.Опр-е результирующего лучистого теплового потока м/у тв. телами.

Расчёт результирующего лучистого потока энергии м/у телами, разделёнными прозрачной средой, очень сложен, т.к. его величина зависит от многих ф-ров: формы тел, взаимного расположения, степени черноты и др. для самого распространённого на практике случая, когда одно тело полностью охватывает др. тело, результирующий поток лучистого тепла подсчитывается по формуле

ε_п – приведённая степень черноты системы тел 1-2, определяемая ; С₀=5,67 Вт/(м²К⁴)-константа излучения Стефана-Больцмана, умноженная на 108.

15.Тепловая изоляция труб и цилиндрических сосудов: обоснование выбора толщины изоляции.

Тепловая изоляция конструкций различного назначения и, прежде всего, а также цилиндрических и сферических сосудов имеет целью уменьшение проходящего через них теплового потока. Этого можно достичь в том случае, если в результате нанесения на поверхность тела теплоизолирующего материала величина термического сопротивления конструкции возрастает.

Рассмотрим фрагмент конструкции до нанесения тепловой изоляции (рис а) и после ее нанесения(рис б).

В этом случае согласно формуле термическое сопротивление неизолированной конструкции равно

а после нанесения слоя изоляции на наружную поверхность имеем

где _из – коэффициент теплопроводности теплоизолирующего материала.

Изменение термического сопротивления изолированной конструкции равно

вследствие нанесения тепловой изоляции, убывающее с увеличением x₃, так как очевидно, что имеет место неравенство

В итоге при известных ₂,x₂,x₃,_из приходим к необходимости выполнения неравенства

С учетом рекомендаций

нанесение тепловой изоляции на поверхность цилиндрической трубы приводит к увеличению термического сопротивления R_T,из, а следовательно, к уменьшению теплового потока Q через нее лишь в том случае, когда наружный диаметр трубы d₂ > d_2кр.. В противном случае, нанесение тепловой изоляции на наружную поверхность трубы приведет к противоположному эффекту.