 |
QЛУЧ = aЛУЧ×( tГ - tМ )×FМ.
|
|
|
|
aЛУЧ =.
Тогда
QЛУЧ = aЛУЧ× ( tГ - tМ )× FМ.
Введение понятия коэффициента теплоотдачи излучением удобно для приближенного решения задач нестационарной теплопроводности в случае, когда теплообмен поверхности тела с окружающей средой является лучистым теплообменом. В этом случае формально граничные условия третьего рода можно записать так же, как это делается в случае конвективной теплоотдачи. Однако задача нестационарной теплопроводности остается нелинейной, так как в действительности результирующий тепловой поток на поверхности тела пропорционален разности четвёртых степеней температуры среды и поверхности, а не разности первых степеней, как в случае конвективной теплоотдачи.
Суммарный тепловой поток
Q = ( aЛУЧ + aК )× ( tГ - tМ )× FМ.
Учитывая малую долю теплоотдачи конвекцией в высокотемпературных печах можно просто увеличить результирующий поток излучения на 5 - 10 %.
23. Распространение теплоты внутри
нагреваемого материала
Процессы переноса тепла внутри тел могут осуществляться за счёт различных механизмов. Если перенос тепла осуществляется за счёт хаотического теплового движения или тепловых колебаний микрочастиц (молекул, атомов, электронов), то такой перенос называется теплопроводностью.
В газах - это передача кинетической энергии одних молекул другим, в металлах - электронная проводимость, в диэлектриках - передача связанных колебаний атомов и молекул.
Процесс передачи тепла от одних частиц тела другим, обусловлен разностью температур. Перенос тепла теплопроводностью происходит тем интенсивнее, чем резче изменяется температура, т. е. чем больше градиент температур.
|
|
|
На этом предположении основан закон Фурье, который описывает различные процессы теплопроводности
q = - l× qradT
В соответствии с этим законом вектор плотности теплового потока q пропорционален градиенту температур и направлен в сторону убывания температуры (на это указывает знак минус).
Коэффициент пропорциональности l Вт / м× К называется коэффициентом теплопроводности. Он является физическим параметром вещества, характеризуя его способность проводить тепло.
Коэффициент теплопроводности означает количество теплоты, которое проходит в единицу времени через вещество объёмом 1м3 при разности температур на противоположных гранях в 10.
Для различных веществ коэффициент теплопроводности различен и в общем случае зависит от структуры, плотности, влажности, давления и температуры.
Так как при распространении тепла температура в разных частях тела различна, то в первую очередь важно знать зависимость коэффициента теплопроводности от температуры.
Теплопроводность в газах, согласно кинетической теории, зависит от процесса диффузии, т. е. проникновения молекул из слоя в слой. С повышением температуры скорость движения молекул возрастает и вследствие этого увеличивается теплопроводность газов.
В твердых телах теплопроводность в зависимости от температуры изменяется по-разному. Теплопроводность материалов с плотной кристаллической структурой (без пор) по мере повышения температуры, как правило, уменьшается. К таким материалам можно отнести металлы и минералы с кристаллической структурой, например магнезит.
Теплопроводность пористых, аморфных или стекловидных материалов с повышением температуры увеличивается. Повышение теплопроводности для материалов этой группы можно объяснить: 1. увеличением доли тепла, передаваемого излучением в порах; 2. увеличением коэффициента теплопроводности воздуха, заполняющего поры материала, с увеличением температуры.
|
|
|
24. ТЕМПЕРАТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕЛ
Различают два характерных случая температурного состояния тел.
1. В каждой точке тела температура определена. В различных точках тела температура может быть одинаковой или разной, но она не изменяется во времени. Математически это записывается
|
|
|
