ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ Основы теории

Во второй части излагаются законы теплопроводности при стационарном и нестационарном режимах, основы теории подобия и конвективный теплообмен, излучение, а также основы расчета теплообменных аппаратов. Здесь же даются сведения о тепло- и массообмене во влажных коллоидных, капиллярно-пористых телах. [c.4]

В основу теории теплопроводности положен закон Ж. Фурье. Современная формулировка этого закона гласит плотность теплового потока прямо пропорциональна температурному градиенту [c.192]

Во Второй части учебника рассматриваются три основных способа переноса теплоты теплопроводность, конвекция и излучение (радиа-ция). Излагаются также основы теории подобия и основы расчета теплообменных аппаратов. Поскольку для теплообменных аппаратов судовых энергетических установок переменные режимы не характерны, в учебнике основное внимание уделено стационарному режиму передачи теплоты. [c.4]

На рис. 6.1, б схематично показана форма паровых пузырей, образующихся при кипении жидкости, не смачивающей теплоотдающую поверхность. При такой форме пузырей (краевой угол 0> >90°) тепловой поток от поверхности передается в основном к пару и вследствие малой его теплопроводности интенсивность теплообмена оказывается примерно на порядок ниже, чем при кипении смачивающей жидкости. Термин пузырьковое кипение обычно применяется к жидкостям, смачивающим теплоотдающую поверхность, и изложенные ниже основы теории теплообмена при пузырьковом кипении относятся к этим жидкостям. [c.162]

Это дополнение, т. е. выяснение условий полного подобия процессов передачи тепла при переменных свойствах жидкости, может быть осуществлено на основе теории термодинамического подобия, поскольку последняя позволяет установить общие функциональные зависимости для коэффициентов вязкости и теплопроводности. [c.7]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ РЕГУЛЯРНОГО РЕЖИМА [c.385]

В разд. 3 приведены основы теории тепло- и массообмена, рекомендации и расчетные формулы для решения конкретных задач. Для удобства пользования наиболее употребительные формулы и соотношения помещены в таблицы с указанием пределов их применимости, определяющих размеров, температуры и расчетного температурного напора. Раздел охватывает все способы переноса теплоты теплопроводность, конвективный теплообмен — однофазный и при изменении агрегатного состояния вещества, теплообмен излучением, а также совместные процессы тепло- и массообмена к каждому из них дается значительный объем справочного материала по теплофизическим свойствам наиболее применяемых на практике веществ. [c.8]

В работах [273, 274] с помощью закона Видемана — Франца найдена теплопроводность /. (Тк) и, кроме того (на основе теории теплопроводности сверхпроводников) произведено разделение электронного и решеточного тепловых потоков в сплавах. Это позволило использовать теплопроводность как метод нахождения щели в сложных системах. — Прим. ред. [c.250]

Максвелл [8] развил метод подобия в рассмотрении явлений вязкости и теплопроводности в плотных и разреженных газах. А. К. Тимирязев подтвердил теорию Максвелла наблюдениями над скольжением. На основе теории Максвелла М. Смолуховский и П. П. Лазарев построили теорию температурного скачка в разреженных газах и подтвердили теорию наблюдениями. Согласно Максвеллу молекулы плотного газа в условиях видимого прилипания газа к стенке, взаимодействуя со стенкой, практически непосредственно переносят к ней молекулярными скоростями видимые количества движения и тепловую энергию. Молекулы разреженного газа, взаимодействуя со стенкой через пристеночный слой, обусловливают явления скольжения и температурного скачка. [c.292]

Физико-химические основы теории формообразования поверхностей при ЭХО на основе системы уравнений Максвелла для квазистационарного электромагнитного поля, имеющие в настоящее время наиболее общую формулировку [204], сводятся к решению задач типа уравнения теплопроводности [c.83]

Теплопроводностью называется процесс распространения теплоты в теле путем непосредственного соприкосновения между частицами с различной температурой. В чистом виде этот процесс возможен лишь в однородных твердых телах. В основу теории процесса распространения теплоты положен простейший опытный факт потоки теплоты возникают в среде только при условии, если в ней имеются элементы с неодинаковой температурой. Следовательно, для любой данной среды процесс переноса теплоты всецело зависит от распределения температуры. При любом температурном поле в теле всегда имеются точки с одинаковой температурой, при соединении которых получаются изотермические поверхности. Температура в теле изменяется только лишь в направлении, пересекающем изотермы. При этом наиболее [c.220]

Исследования по термоупругости сначала стимулировались задачами о термоупругих напряжениях в элементах конструкций. Они проводились на основе теории, разработанной Дюамелем (1838) и Нейманом (1841), которые исходили из следующего предположения полная деформация является суммой упругой деформации, связанной с напряжениями обычными соотношениями, и чисто теплового расширения, соответствующего известному из классической теории теплопроводности температурному полю. [c.5]

Скачок уплотнения. Внутреннюю структуру скачка уплотнения, который в рамках гидродинамики идеальной жидкости заменяется разрывом, следует рассматривать на основе теории, учитывающей диссипативные процессы — вязкость и теплопроводность. В качестве простейшей модели можно использовать уравнение движения вязкой жидкости Навье — Стокса. Уравнения одномерного течения вязкого и теплопроводного газа — течения, стационарного в системе координат, связанной с фронтом ударной волны,— имеют вид [c.212]

В основу теории теплопроводности положен закон Фурье—тепловой поток прямо пропорционален температурному градиенту и площади поверхности тела. Закон Фурье для плоской однослойной стенки (рис. 13.1) записывается следующим образом [c.147]

В основе теории теплопроводности лежит закон Фурье, связывающий количество переносимой внутри тела теплоты с существующим температурным полем. [c.13]

В 20-е годы развитие учения о теплообмене в СССР возглавил академик М. В. Кирпичев, школа которого заложила основы теории подобия и ее приложения к вопросам теплопередачи. Советскими учеными были разработаны оригинальные и эффективные способы расчета процесса теплопроводности с помощью теории регулярного режима и метода элементарных балансов были предложены расчет конвективного теплообмена по методу теплового пограничного слоя, расчеты теплопередачи при кипении жидкостей и конденсации паров, расчеты различных случаев теплопередачи и, в частности, теплоотдачи перегретого пара при высоких давлениях, расчеты взаимной облученности тел в задачах радиационного теплообмена. Были разработаны также оригинальные методы экспериментального изучения процессов теплоотдачи и теплопроводности различных жидкостей, газов и водяного пара, определены их коэффициенты теплопроводности при высоких давлениях и температурах, составлены таблицы водяного пара и других рабочих веществ и разработаны нормы теплового расчета паровых котлов. Были разработаны также вопросы нестационарной теплопроводности, исследованы явления теплопередачи в двигателях внутреннего сгорания и теплообмена при изменении агрегатного состояния теплоносителя. [c.8]

Двухжидкостная модель-). Хотя полное объяснение свойств теплопроводности сверхпроводников может быть дано только на основе детальной микроскопической теории сверхпроводимости, однако для качественных заключений можно воспользоваться двухжидкостной моделью ), которая, хотя и не объясняет явления, служит удобной схемой для описания сверхпроводников и, по-видимому, в дальнейшем будет подтверждена последовательной микроскопической теорией. [c.295]

Все феноменологические законы, в которые входят коэффициенты переноса, служат для замыкания системы уравнений гидродинамики. Однако такой подход к проблеме описания неравновесной системы на гидродинамическом этапе не является фактическим ее рещением, так как остаются не доказанными уравнения переноса (закон Фика и др.) и неизвестны коэффициенты переноса (коэффициенты диффузии, теплопроводности, вязкости и т. д.). Только микроскопическая теория позволяет решить эту проблему на основе решения кинетического уравнения. Одночастичная функция распределения /(г, V, t) содержит всю информацию о плотности, скорости, температуре, напряжениях и тепловом потоке в неравновесной системе. Это возможно потому, что /(г, V, t) зависит от семи переменных, а не от четырех, как все перечисленные макроскопические параметры. [c.140]

Учение о теплообмене является частью общего учения о теплоте, основы которого заложены М. В. Ломоносовым. На основе корпускулярной теории строения вещества М. В. Ломоносов дал правильное представление о механизме процесса передачи теплоты. В работе Размышления о причине теплоты и холода (1750) Ломоносов так поясняет явление теплопроводности Если более теплое тело А находится в соприкосновении с другим телом В, менее теплым, то находящиеся в точках соприкосновения частицы тела А, вращаясь быстрее, чем соседние с ними частицы тела В, более быстрым вращением ускоряют вращательное движение частиц тела В, т. е. передают им часть своего движения... . [c.242]

Основы математической теории теплопроводности были заложены работами французского ученого Ж- Фурье (1822). [c.242]

Коэффициент теплопроводности инертной газовой смеси вычисляется по теплопроводности компонентов [19]. Для некоторых веществ коэффициенты бинарной диффузии имеются в [2], но в большинстве случаев их приходится оценивать на основе молекулярной теории строения газов. [c.366]

Экснернментальные работы по теплопроводности при низких температурах широко развернулись после 1945 г. (в частности, в Оксфорде). Была разработана техника измереши , позволившая перекрыть интервал между гелиевыми и водородными температурами. Так, Мендельсон и Розенберг [85, 87] измерили теплопроводности большого числа металлов Берман, Уилкс и др. [5, 39, 41—43, 46] измерили теплопроводности нескольких неметаллов (крупные кристаллы, поликристаллы и стекла). Они подробно проверили основу теории решеточной теплопроводности, включая экспоненциальное изменение теплопроводности при низких температурах, предсказанное Паперл-сом. Так как реальность процессов переброса как при электрон-фононном так и при фонон-фононном взаимодействиях неоднократно подвергалась сомнению, было очень важно получить экспериментальное доказательство их существования. [c.225]

Теплопроводность жидкостей. Теплопроводность жидкостей может быть рассмотрена как на основе кинетической теории газов, видоизмененной для случая больших плотностей и малых пробегов молекул [172], так и на основе теории теплопроводности твердых тел, распространенной на случаи сильного неунорядочения, с учетом возможного добавочного переноса тепла миграцией молекул. Эта вторая точка зрения на теплопроводность жидкостей близка к случаю теплопроводности аморфных твердых тел, рассмотренной в п. 8. [c.256]

Теплопроводность лития была измерена Бидвеллом [80] до водородных температур. Величина при этих температурах изменяется как Т , а оказалось равным - 0,7, При очень низких температурах электросопротивление изменяется как вместо теоретически ожидаемого Т . Поэтому сравнение и при низких температурах не может быть сделано на основе формулы (15.4), Тем не менее оказывается, что отношение Pj/VFj больше, чем можно предполагать на основе теории. Аномальное поведение лития сильно отличается от поведения натрия, и причина этой аномалии иока не выяснена. [c.271]

Решеточная теплопроводность. Решеточная компонента теплопро-водиости металлов и сплавов может быть описана на основе теории теплопроводности неметаллов, по с рассеянием фононов электронами, даваемыми формулой (19.3). Это рассеяние действует как дополнительный процесс, вызывающий сопротивление. Так как сопротивление We вслед- [c.281]

Для расчета интенсивности теплообмена при кипении на теплоотдающих поверхностях с пористыми покрытиями предложен ряд < )ормул, полученных либо теоретическим путем, либо на основе теории подобия. Из формул первого типа можно отметить полуэмпири-ческие зависимости авторов [130, 146], при выводе которых использованы весьма сходные между собой физические модели, В обоих случаях стенки капиллярных каналов рассматриваются в виде ре- бер, на поверхности которых испаряется пленка жидкости. Жидкость подсасывается в капилляры под действием сил поверхностного натяжения. Эти формулы качественно правильно отражают закономерности рассматриваемого явления, однако рассчитать по ним интенсивность теплообмена достаточно сложно. Это связано с трудностями, взоннкающими при определении эффективной теплопроводности пористого слоя Яэф. Авторы [130, 146], сопоставляя полученные ими формулы с опытными данными, не приводят зависимости, использованные для расчета Хэф в тех или иных конкретных условиях проведения опытов. Меледу тем очевидно, что значение 1эф зависит как от характера пористого покрытия, так и от технологии его нанесения. Этим, по-видимому, объясняется, что эмпирические коэффициенты формул авторов [130, 146], подобранные на сновании опытов одного исследователя, оказываются неприемлемыми при обобщении опытных данных других исследователей. [c.224]

В основе теории теплопроводности лежит закон Фурье, связывающий перенос тепла внутри тела с температурным состоянием в непосредственной близости от рассматриваемого места. Поскольку перенос тепла имеет направленный характер, целесообразно представлять названный закон в векторной форме. С этой целью в анализ вводятся два вектора вектор теплового тока q и градиент температуры grad . Для определения физического смысла обоих векторов необходимо располагать картиной температурного поля, характеризующего состояние тела в тот или иной момент времени. [c.11]

В книге рассмотрены методы изучения и описаны свойства дисперсных золовых натрубных отло ений. Изложены основы теорий загрязнения топок с запыленными пламенами. Даны обобщенные уравнения для расчета коэффициентов теплопроводности, вязкости и диффузии в газе (паре), жидкости и твердом теле. Полученные уравнения применены для решения ряда практических задач еатдинамики, приборостроения и теплофизики. [c.2]

Бардин, Рикайзен и Тевордт (БРТ) [15] на основе теории БКШ развили теорию теплопроводности сверхпроводников и показали, что отношение к (з)/к (п =1 при Тс, а затем убывает почти по экспоненте при понижении температуры. Хотя низкотемпературное поведение теплопроводности, предсказываемое теорией БРТ, согласуется с полученными нами на основании простых предположений, оно отличается вблизи Тс, где имеется скачок теплоемкости (с С (а)/С (п) = 2,4 в теории БКШ), а теплопроводность меняется непрерывным образом при переходе из нормальной в сверхпроводящую фазу ). [c.247]

В последнее время существенное внимание уделяется и температурным задачам концентрации напряжений. Их решению предшествует определение возмущения теплового потока вблизи кои-центратороз па основе теории теплопроводности. Эти вопросы рассмотрены в работах Л, И, Фридмана 11741, X. Дерискевича tl981, А. Л, Флоренса и И. Н. Гудьера [200, 2011, [c.10]

ВИЯМИ. Основы теории многослойных конструкций содержатся в работах В. В. Болотина и Ю. Н. Новичкова [12], С. А. Амбарцумяна [6], Л. П. Хорошуна [150] и других. Многие (например, [3— 5, 11, 15, 40, 120, 141—155, 191]) исследования в области теплопроводности и термоупругости составных и многослойных тел выполнены методом сопряжения. При этом записываются уравнения для каждого элемента кусочно-однородного тела, и удовлетворяются условия идеального термомеханического контакта между ними. Однако решение многих практически важных задач (например, для тел с несквозНыми включениями) таким методом часто затруднительно, что приводит к необходимости разработки новых методов решения задач теплопроводности и термоупругости к усочно-однородных тел. [c.7]

Метод эквивалентной задачи теории теплопроводности. Основой его служит родственность физического механизма выравнивания импульса, теплосодержания и т. д. в турбулентных струях, с одной стороны, и теплопроводности — с другой [171. 11утем введения новых независимых переменных = % х, г), т] = г и установления связи со старыми уравнения (56), (57) могут быть сведены к виду [c.150]

Обращаясь теперь к выводу основных уравнений акустики движущейся среды, мы будем игнорировать влияние вязкости и теплопроводности среды на распространение звука. Это влияние удобнее может быть учтено особо, как поправка, и ведет к уже рассмотренному выше поглощению звука. Однако роль этих факторов, определяющих необратимые процессы в гидродинамике, может быть весьма сущес1венна в образовании исходного состояния среды, в которой распространяется звук. Не менее существенно в этом же отношении действие силы тяжести Поэтому в основу теории распространения звука в неод нородной и движущейся среде следует положить общие уравнения двин ения сн имаемой жидкости. [c.28]

Теплопередача, а точнее теория тепло- и массообмена - это наука, которая изучает процессы распространения тепла (или массы, поскольку выявлена явная аналогия таких процессов) в пространстве. Процессы распространения тепла в пространстве, при всем их многообразии, и являются предметом изучения этой науки. Основные понятия и законы теории теплопереноса также бьши сформулированы в рамках общефизической теории на заре ее бурного развития. Папример, основы аналитической теории теплопроводности бьши заложены Ж. Фурье еще в 1822 году. В середине XIX века были сформулированы основы теории подобия, а в 1915 году она впервые была применена В. Пуссельтом для исследования процессов теплообмена. Несколько раньше О. Рейнольдс применил ее при изучении гидродинамических процессов, высказав идею об аналогии между отдельными тепловыми и гидродинамическими явлениями. [c.5]

Коэффициент теплопроводности к в законе Фурье (8.1) характеризует способность данного вещества проводить теплоту. Значения коэффициентов теплопроводности приводятся в справочниках по теплофизическим свойствам веществ. Численно коэффициент теплопроводности l==q/grad t равен плотности теплового потока при градиенте температуры 1 К/м. Понять влияние различных параметров, а иногда и оценить значение X можно на основе рассмотрения механизма переноса теплоты в веществе. Согласно молекулярно-кинетической теории коэффициент теплопроводности в газах зависит в основном от скорости движения молекул, которая в свою очередь возрастает с увеличением температуры [c.71]

Эти соотношения позволяют найти величину всех трех термоэлектрических эффектов, если известен хотя бы один и если 5 или р, известны в небольшом интервале температур вблизи Т. Применяемые на практике методы определения 5, р и П изложены в работах Бернара [3] и Блатта [12]. При выводе приведенных выше соотношений Томсон полагал, что такие обратимые процессы, как эффекты Пельтье и Томсона, можно рассматривать вне зависимости от происходящих одновременно необратимых явлений теплопроводности и выделения джоулева тепла. Наличие необратимых процессов делает сомнительным применение второго начала термодинамики в обратимой форме, однако Томсон получил правильный результат. Общая теория, рассматривавшая одновременно обратимые и необратимые процессы, была развита в 1931 г. Онсагером [47, 48]. Ее основы изложены Бернаром [3]. [c.271]

Вопрос, поднятый Рябушинским, относится скорее к логике, чем к способу применения анализа размерности, интересовавшему меня. Вопрос очень заслушивает дальнейшего рассмотрения. Моё заключение получено на основе обычных уравнений Фурье для теплопроводности, в которых температура и количество тепла принимаются как величины sui generis. Мы имели бы дело с парадоксом, если бы углубление наших знаний о природе тепла в молекулярной теории приводило бы нас к худшему положению, чем раньше при рассмотрении частной задачи. Решение парадокса состоит, невидимому, в том, что в уравнениях Фурье содержится такое предположение [c.56]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...