Поток тепла, его плотность

Потенциальный барьер 75 Поток тепла, его плотность 478 Преобразование Галилея 40 [c.571]

Это уравнение называется в математической физике уравнением теплопроводности или уравнением Фурье. Оно может быть выведено, разумеется, и гораздо более простым образом, без помощи общего уравнения переноса тепла в движущейся жидкости. Согласно закону сохранения энергии количество тепла, поглощающееся в некотором объеме в единицу времени, должно быть равно полному потоку тепла, втекающего в этот объем через ограничивающую его поверхность. Как мы знаем, такой закон сохранения может быть выражен в виде уравнения непрерывности для количества тепла. Это уравнение получается приравниванием количества тепла, поглощающегося в единице объема жидкости в единицу времени, дивергенции плотности потока [c.277]

Поток тепла из недр Земли (источником которого являются радиоактивные процессы) постоянен, однако его плотность очень мала. Так, с углублением на каждые 33 м температура повышается всего на 1° С. При глубине современного бурения скважин до 10 км и более можно получить перепад температур 300° и использовать его для превращения тепла в механическую и электрическую энергии. Однако потери тепла в трубопроводах подачи РТ и в электропроводах ТЭГ должны быть так велики, что эти ЭУ вряд ли окажутся рентабельными. [c.107]

Для определения в каждом конкретном случас следует рассчитать плотность лучистого потока тепла по законам теплового излучения, а затем разделить его на расчетную разность температур [c.203]

Принимается, что шлак движется в шлаковой пленке ламинарным слоем в результате действия-силы тяжести, а на границе с факелом — его плотности потока импульса. Тепло передается в слое шлака за счет теплопроводности. Это допущение близко к действительности. Как показывают экспериментальные исследования, при числах Re= не выше 20—30 устанавливается ре- [c.70]

На рис. 4-18 показаны примеры распределения плотностей тепловых потоков в шиповом экране в некоторых из опытов. Средняя плотность теплового потока в торце шипа в 2—2,5 раза больше средней плотности теплового потока падающего па участок теплового влияния шипового экрана, который охлаждает этот шип. Это объясняется градиентом температур между торцом шипа и слоем шлака и футеровки на указанном участке. По мере продвижения к ножке шипа средняя плотность теплового потока в его сечении возрастает за счет стока тепла из футеровки, обусловленного радиальным градиентом температур. [c.131]

Одним из таких элементов является обогреваемая труба, по которой протекает рабочая среда (необогреваемая труба представляет собой частный случай обогреваемой). Обозначим удельный поток тепла от греющих газов к трубе через рабочей среде через Ци, скорость рабочей среды через w. Пусть рабочая среда имеет температуру , плотность рд и обладает удельной теплоемкостью Сд. Предположим, что площадь трубы в свету составляет Аг), а площадь кольцевого сечения металла Ли- Плотность металла трубы р , его удельная теплоемкость r, а температура 0 (рис. 7.34 и 7.35). [c.166]

Постановка задачи. Как принято в методе конечных элементов (МКЭ), исследуемое тело может быть представлено в виде дискретной модели, состоящей из отдельных элементов. В соответствии с методом тепловых балансов сумма потоков теплоты, проходящих через граничные поверхности элемента, равна заданной величине. В частности, при отсутствии внутренних источников (стоков) тепла эта сумма равна нулю. При таком определении граничные поверхности конечного элемента являются теплопередающими. Замена сплошного тела дискретной моделью приводит к погрешности решения, которая в данной задаче сводится, в основном, к погрешности способа определения потоков тепла через граничные поверхности и способа определения температур. В статических и динамических задачах механики твердого тела, как правило, находят экстремум функционала, являющегося интегралом от его плотности по объему тела, выражаемого через значения переменных в узлах сетки. [c.25]

Следует отметить, что если нет существенного подвода или отвода тепла от потока газа, то плотность его в соответствии с уравнением (9) будет зависеть от давления, которое, в свою очередь, связано со скоростью потока. Поэтому, если скорость газа невелика, то ее изменение по потоку мало влияет на величину давления, а следовательно, и на плотность газа. [c.39]

Используя эти изотопы, можно было бы решить сразу две проблемы — избавиться от накапливающихся радиоактивных отходов и дать дешевое топливо для изотопных генераторов. Выход один — эффективно собрать и сконцентрировать тепло, выделяющееся в дешевом изотопном топливе, и в таком концентрированном виде (точнее, при большой плотности теплового потока) подать его на катоды термоэмиссионных преобразователей. Если работать при более низких температурах (не более 600 С), то можно использовать и термоэлектрические преобразователи, хотя к. п. д. их существенно ниже. [c.115]

Для определения температур по уравнениям (20)—(22) необходимо знать плотность теплового потока д, которая определяется как частное от деления общего количества тепла Q, выделяемого в процессе шлифования в единицу времени, на площадь контакта. Полагая, что вся работа шлифования переходит в тепло, его можно определять через механический эквивалент теплоты [c.42]

Важной особенностью рассматриваемой задачи является необходимость видоизменить определение коэффициента теплоотдачи а. Это связано с тем обстоятельством, что всякий предмет, лишенный источника или стока тепла и имеющий большую скорость относительно окружающей среды, разогревается. Если условия омывания поддерживаются неизменными, то температура предмета достигает некоторого стационарного уровня, когда аккумуляция тепла предметом прекращается и плотность теплового потока на его поверхности обращается в нуль. Сколь значительным может быть превышение температуры в указанных условиях, видно на примере метеоритной пыли, залетающей в нашу атмосферу ( падающие звезды ). Двигаясь в космическом пространстве, эта пыль имеет температуру, близкую к абсолютному нулю. Как только она попадает в верхние слои атмосферы, начинается мощное разогревание, приводящее к расплавлению и сгоранию метеоритного вещества. Только наиболее крупные метеориты достигают поверхности земли, не успевая сами сгореть, но зато вызывая окрестные пожары. Аналогичный, но, конечно, более слабый эффект, имеется в виду, когда одной из важнейших проблем современной реактивной авиации называют задачу преодоления теплового барьера . [c.132]

Чтобы дать определение коэффициента теплопроводности и рассчитать его, рассмотрим металлический стержень, вдоль которого температура медленно меняется. Если бы на концах стержня не было источников и стоков тепла, поддерживающих градиент температуры, то его горячий конец охлаждался бы, а холодный — нагревался, т. е. тепловая энергия текла бы в направлении, противоположном градиенту температуры. Подводя тепло к горячему концу с той же скоростью, с которой оно отсюда уходит, можно добиться установления стационарного состояния с градиентом температуры н постоянным потоком тепловой энергии. Мы определяем плотность потока тепла как вектор, параллельный направлению потока тепла и равный по абсолютной величине количеству тепловой энергии, пересекающей за единицу времени единичную площадь, перпендикулярную потоку 1). Для малых градиентов температуры поток тепла оказывается пропорциональным 57 (закон Фурье) [c.36]

Предположим, что вдоль оси х в кристалле диэлектрика приложен небольшой градиент температуры (фиг. 25.3). Как и в модели Друде (см. т. 1, стр. 21), мы считаем, что локальное термодинамическое равновесие поддерживается просто благодаря столкновениям. Фононы, испытавшие столкновение в точке х, вносят в неравновесную плотность энергии вклад, пропорциональный равновесной плотности энергии при температуре Т х), т. е. и х) = I (д )]. Каждый фонон в данной точке дает вклад в плотность теплового потока в направлении X, равный произведению д -компоненты его скорости на его вклад в плотность энергии ). Однако средний вклад фонона в плотность энергии зависит от положения точки его последнего столкновения. Поэтому существует корреляция между тем, откуда пришел фонон (т. е. направлением его скорости), и его вкладом в среднюю плотность энергии в результате суммарный поток тепла оказывается отличным от нуля. [c.127]

Тензор напряжений состоит из двух частей. Первая часть представляет гидродинамический перенос импульса и выражает, таким образом, силу, действующую на элемент поверхности, через которую перемещаются молекулы. Этот член не зависит от плотности. Вторая часть выражает непосредственный вклад внутренних сил. Для идеальных газов этот член равен нулю как правило, его роль возрастает при увеличении плотности системы. Аналогичным образом поток тепла также можно разделить на две части, причем вторая часть выражает перенос энергии в результате непосредственного действия внутренних сил. В теории разреженных газов Чепмена—Энскога члены, учитывающие непосредственные вклады внутренних сил, не рассматриваются. [c.223]

Таким образом, количество тепла, переданного стенке, пропорционально произведению плотности потока на его скорость, т. е. [c.234]

Весьма существенно также влияние частоты тока, определяющее глубину зоны концентрации источников тепла в металле. С повыщением /, что снижает значения Дд пропорциональные 1/ /7Г облегчается отток тепла из расплава к границе его с гарнисажем и снижается Лtp. Для сохранения заданного значения Лtp приходится увеличивать плотность потока энергии, вводимой в расплав. Так, при повышении частоты от 50 до 2400 Гц, рр увеличивается в десятки раз, что соответственно усложняет отвод тепла от поверхности гарнисажа и снижает тепловой КПД печи. [c.105]

Заметим, что радиационный теплообмен не есть специфическая особенность межпланетных космических аппаратов. В большинстве случаев, когда приходится иметь дело с большими массами плотного и высокотемпературного газа, лучистый тепловой поток может быть сравним или даже превосходить конвективный. Так, по оценкам работы [Л. 10-9] уже при температуре 3000 К и давлении порядка (20- 40)10 Па излучение иаров воды в камере сгорания приводит к увеличению суммарного теплового воздействия на 10—30%- Если учесть, что плотность газа в высокотемпературных устройствах может быть намного выше, а его суммарная степень черноты существенно возрастает при появлении различных примесей (сажи или других твердых частиц), то нетрудно понять, что проблема радиационного переноса тепла в таких агрегатах может оказаться более серьезной, чем при внешнем обтекании. Тем не менее, учитывая прогресс, достигнутый за последние годы в исследовании излучающего сжатого слоя газа над поверхностью затупленных тел, данная глава посвящена в основном решению первой проблемы. [c.286]

Поскольку при определении общего расхода тепла приходится осреднять по поверхности стенки ее температуру, то целесообразным следует считать определение плотности теплового потока. Средняя плотность теплового потока определяется из равенства (3-126) делением его на время и поверхность стенки. В результате имеем [c.145]

Несколько другой -метод расчета использовали Хитон и др. [Л. 14]. Они провели линеаризацию уравнения (8-i56) тем же способом, что и Ланг-хаар при анализе профилей скорости, получили обобщенный профиль температуры иа начальном участке и использовали его для решения интегрального уравнения энергии. В работе [Л. 14] получены решения для кольцевых каналов при постоянной плотности тепло вого потока и различных числах Прандтля. Краткая сводка результатов Хитона и др. представлена в табл. 8-11. [c.178]

Результаты экспериментальных и аналитических исследований, изложенные в четвертой главе, позволяют рассчитывать температуры, локальные и общую плотности теплового потока в шиповом экране в зависимости от температуры факела, количества шлака и его вязкости, размеров и расположения шипов, а также теплопроводности материала шипов и набивки. Для этой цели в основном используются решения одномерной задачи распределения температур в шиповом экране с соответствующими экспериментальными и аналитическими поправками, позволяющими увязать поля температур и тепловых потоков в нем с состоянием шлакового покрытия и изменением коэффициентов теплопроводности материала в зависимости от температуры. Коэффициент растечки тепла в стенке трубы определяется на основа- [c.157]

Пусть точечный источник тепла интенсивностью Q (единиц количества тепла за единицу времени) расположен в начале координат таким образом, что его влиянием на распределение скорости и плотности потока можно пренебречь, исключая область, близкую к началу координат. Тогда температура в любой точке жидкости будет удовлетворять уравнению (3) [c.55]

На поверхности твердого тела жидкость неподвижна относительно поверхности. Поэтому через границу раздела жидкость — стенка тепло передается только вследствие теплопроводности жидкости. Плотность теплового потока на поверхности твердого тела, обусловленная конвективным теплообменом между телом и омывающей его жидкостью, выражается следующим уравнением [c.287]

Для определения сопротивлений Rtii, Rm2, создаваемых металлическими слоями, рассмотрим однородную плоскую пластину толщиной бм, изотермические поверхности которой с координатами l=li и l=k имеют температуры h и Га (рис. 1-3,а), при этом полагаем, что источники и стоки тепла в пластине отсутствуют. Тогда для стационарного теплового потока его плотность через поверхность S(l) (рис. 1-3,6) равна [c.17]

Разряд с ВАХ, расположенный правее точки Н (см. рис. 3.4), называется дуговым. Возрастание плотности тока на катоде в аномальном тлеющем разряде приводит к повышению потока тепла на катод и росту его температуры. С увеличением температуры катода становится заметным процесс термоэмиссии электронов. Плотность тока в местах с максимальной температурой возрастает, что приводит к дальнейшему росту температуры катода в этом месте. Из-за положительного характера связи этот процесс неустойчив и приводит к образованию раскаленного катодного пятна, обладающего высокой эмиссией электронов. В такой ситуации необходимость в [c.105]

Херинг [8] решил интегральное уравнение (6.48) методом итераций и нашел локальные плотности потока результирующего излучения, полный поток тепла с поверхности ребра и его эффективность. В процессе численного расчета плотности потока результирующего излучения по уравнению (6.416) по мере приближения к основанию ребра могут возникнуть трудности, связанные с тем, что ядро интеграла Gydi, I2) становится неопределенным при -> О, 2 -> 0. Эту трудность можно обойти, если взять предельное значение диффузного углового коэффициента на основании физических соображений, изложенных в работе [c.244]

В ряде задач теплопередающее устройство должно осуществлять согласование тепловых потоков на выходе теплового источника и на -входе звена, принимающего тепло, обеспечивая при этом оптимальные условия работы этих звеньев. Возможность трансформировать тепловой поток, увеличивая либо уменьшая его плотность, характеризуется соответствующим коэффициеи- том трансформации. [c.4]

Прорывная однокомпопентная система представлена двумя подсистемами [А, В), способными обмениваться теплом, массой и зарядом. Пусть подсистема А есть изотропный кристалл, а подсистема В — его расплав. Подсистемы разделены фазовой границей А В). Построить линейные законы Онзагера в такой системе, учитывая потоки тепла и заряда. Найти выражение потока теплоты, связанного с теплом Пельтье. Определить скорость движения фазовой границы, обусловленную поглощением (выделением) потока тепла Пельтье на этой границе при пропускании через систему электрического тока плотностью = /е- [c.93]

Сальдо-потоки излучения. Из общей величины плотности потока тепла, получаемого нагреваемым материалом, которая определяется формулой (1.38), выделим результирующий или сальдо-поток лучистого теплообмена ( .л. Его величину определяют по методу, разработанному Г. Л. Поляком и Д. В. Будриным, в который Б. Ф. Зобниным введен учет различия между излуча-тельной (Вг) и поглощательной (аг) способностями газовой среды (аг1 — по отношению к излучению нагреваемого материала и Ог — по отношению к излучению стенок). Для сокраш,сння последуюш,их записей величины относительной отражательной способности поверхностей (8 —I) и (е —I) обозначены соответственно и А сг. Остальные обозначения такие же, как и в форл у-лс (1.38). [c.40]

Тела, по форме близкие к простейшим, с неодинаковыми по поверхности условиями внеимего теплообмена. Длинный полый цилиндр рис. 6, г, 2 и 6,е, /) может быть приведен к неограниченной пластине, если отношение его пзружиого диаметра к внутреннему меньше двух, В этом случае определяющие размеры, составляющие Б сумме толщину стенки, следует принимать про-порцнопальиыми плотности потоков тепла иа внешней н [c.49]

Будем различать прнрашения среднемассовой температуры нагреваемого материала А4з и Д/м, соответст вуюшие плотностям теплового потока на его поверхно сти (/ 2 и qu Первые величины определяются получени ем тепла от печной среды и от образующихся окислов вторые — только от среды. В конкретном случае окис ления железа [c.125]

Тепловой поток входит в гарнисаж со стороны его горячей поверхности с поверхностной плотностью q (Вт/м ) и пополняется теплом Джоуля, вьщеляющимся в гарнисаже с объемной плотностью = [c.17]

В тех случаях, когда металлическая деталь, контактирующая с расплавом, находится в переменном магнитном поле (и не прозрачна для него), в ней выделяется джоулево тепло, добавляющееся к теплу, приходящему от расплава, что увеличивает тепловой поток, отдаваемый деталью охладающей его среде. Такая ситуация имеет место в секциях холодного тигля, а в ряде случаев и в поддонах ИПХТ-М. Отметим, что при максимальных рабочих параметрах ИПХТ-М (А < 2,5 -10 А/м, частота до 10 кГц, температура расплава до 3500 °С) электрические потери в холодном тигле могут достигать 30—40% от тепловых потерь. Соответственно плотность теплового потока, отдаваемого охлаждающей среде в зоне контакта тигля с расплавом, может доходить до 5,010 Вт/м [c.37]

Опыт показывает, что передача тепла вследствие теплопроЕодности происходит от одной изотермической поверхности к другой в сторону понижения температуры. Количество тепла, проходящего в единицу времени через единицу площади изотермической поверхности, называется плотностью теплового потока. Плотность теплового потока является вектором, направленным по нормали к изотермической поверхности в сторону уменьшения температуры. Этот вектор обозначается буквой q, а его скалярная величина буквой q. Размерность q—ккал1м нас. [c.182]

Сушилки шахтного типа (рис. 4-1,е) при сравнительной простоте устройства имеют много недостатков, одним из которых является трудность достижения равномерности омывания каждого зерна материала при его движении сверху вниз под действием собственного веса. Газы — сушильный агент — стремятся пройти по линии наименьшего сопротивления около стен, оставляя центральную часть шахты без достаточного газопро-ницания, материал же в свою очередь слабо перемешивается, опускаясь вниз, так что высушивание его в центральных участках сильно отстает. Сушилки периодического действия имеют еще большую неравномерность, не говоря уже о повышенных удельных расходах тепла. Поэтому одним из усовершенствований может быть перевод их -на непрерывную работу. Загрузочное устройство должно укладывать шихту с большей плотностью у стен. Для обеспечения равномерности потоков сушильного агента шахту можно оборудовать регулирующими распределение жалюзийными решетками (рис. 4-11). Наклон решеток должен быть рассчитан на скатывание сыпучего под действием собственного веса. Скорость. вы-хода и ширина щели обусловливают дальнобойность струи и ее проникновение в шихту. Они должны быть больше при мелкозернистом материале, так как в нем [c.151]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...