![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Закон Фур’є. Теплопровідність середовища
На основі дослідного вивчення процесу розповсюдження тепла у твердих тілах виведений основний закон теплопровідності. Відкритий у 1822 р. закон Фур’є. Він говорить, що кількість тепла
Кількість теплоти, що переноситься за одиницю часу, називається тепловим потоком Q, Вт. Відношення Q до одиниці площі F, м2, називається питомим тепловим потоком q, Вт/м2:
головним законом теплопровідності. Він встановлює пряму пропорційність між питомим тепловим потоком і температурним градієнтом
Знак мінус вказує, на зниження температури у напрямку теплового потоку, Коефіцієнт теплопровідності є важливою характеристикою речовини, яка характеризує здатність проводити тепло. Чим більше значення λ, тим більшу кількість теплоти може передати тіло за одиницю часу при одиничному перепаді температур. Коефіцієнт теплопровідності є інтегральною величиною, котра залежить від впливу цілого ряду факторів: матеріалу речовини, структури, вологості, присутності домішок, температури та інші. Для газів коефіцієнт теплопровідності зростає з підвищенням температури Більшість тіл в природі можна віднести до капілярно-щілястих, щілини яких можуть бути заповнені вологим повітрям, рідиною та льодом. Велика різниця в структурі матеріалів обумовлює великі відмінності їх теплофізичних характеристик. Через твердий скелет матеріалу, плівку рідкої вологи та лід тепло передається шляхом теплопровідності. В щілинах, заповнених вологим повітрям крім теплопровідності теплообмін здійснюється шляхом конвекції та випромінювання. При вологообміні тепло може передаватися рідкою та газоподібною вологою, а також в результаті фазових перетворень. Частина тепла переноситься повітрям, що фільтрується крізь твердий каркас матеріалу. Матеріали волокнистої структури у більшості випадків анізотропні (тобто мають різні властивості в різних напрямках). Наприклад, теплопровідність вздовж волокон в 2-3 рази більша ніж упоперек волокон. Властивість теплопровідності суттєво залежить від розміру щілин. У відкритих щілинах можуть виникати конвективні потоки повітря, які збільшують теплопровідність матеріалу. Збільшення розміру щілин в таких матеріалах призводить до збільшення теплопровідності. Теплопровідність матеріалу щілястого каркаса: – неорганічний аморфний 0, 7-3, 5 Вт/м ОС; – неорганічний кристалічний 4, 6-14 Вт/м ОС; – органічного походження 0, 29-0, 41 Вт/м ОС; – пластмаси 0, 16-0, 35 Вт/м ОС.
При замерзанні вологи її теплопровідність збільшується вчетверо,
|