Теоретические основы теплотехники - 82 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

их между собой, то получим изотермическую поверхность. Сечение такой поверхности плоскостью дает
линию, которую называют изотермой. Разным температурам соответствуют разные изотермы. Вдоль
изотерм температура не меняется, а значит и теплообмен не происходит. Температура различается
только по направлениям, пересекающим изотермы. Разницу температур между двумя точками про-
странства, лежащими на разных изотермах, называют температурным напором:
∆t = t
г
– t
x
.
Здесь t
г
и t
х
– температуры в горячей и в холодной точках. Величина ∆t определяется расстоянием меж-
ду точками и интенсивностью теплообмена в выбранном направлении.
Рассмотрим небольшой участок температурного поля, выделив изотермы с температурами t, t + ∆t и t
– ∆ t (см. рис. 2.3). Из рисунка видно, что интенсивность изменения температуры в пространстве по раз-
личным направлениям различна. Вдоль изотермы t температура вообще не изменяется, интенсивность из-
менения температуры по направлению х определяется соотношением ∆t / ∆x, а по направлению у – вели-
чиной ∆t / ∆у. Естественно, что максимальная интенсивность изменения температуры в пространстве
(а значит и максимальный теплообмен) будет по направлению, перпендикулярному к изотерме и опреде-
лится отношением ∆t / ∆n. Предел отношения ∆t / ∆n при ∆n → 0 принято называть температурным гради-
ентом:
n
t
n
t
t
n
∂
∂
=
∆
∆
=
→∆ 0
limgrad .
Величина температурного градиента характеризует максимальную интенсивность изменения тем-
пературы в пространстве в окрестностях заданной точки. Это величина векторная, направляют этот век-
тор в сторону увеличения температуры. По линиям градиентов, но в противоположном направлении
проходят и линии тока тепла.
Таким образом изучение температурного поля и его характеристик дает нам качественную картину
явления, позволяя выделить наиболее теплонапряженные зоны, сопоставлять интенсивность процессов
в разных точках тела и в разных направлениях. Позже будет показано, что знание температурного поля
позволяет рассчитать и количественные характеристики, определяющие интенсивность теплообмена, о
которых следует поговорить дополнительно.
Количество тепла, которое передается через некоторую изотермическую поверхность за единицу
времени, называют тепловым потоком:
Q = Q
*
/ τ,
здесь Q
*
– общее количество тепла, переданное через изотермическую поверхность за время
τ
.
Тепловой поток, отнесенный к единице изотермической поверхности, называют удельным тепло-
вым потоком или плотностью теплового потока:
q = Q / F.
Величина q, показывающая сколько тепла передается через единицу поверхности за единицу времени,
является наиболее информативной характеристикой интенсивности процессов теплообмена.
2.1.3 Основные законы теплообмена
Выучи, вызубри, не забывай
И повторяй, как заклинанье ...
В. Высоцкий
епосредственный жизненный опыт и точные физические измерения показывают, что количество пе-
редаваемого в пространстве тепла прямо пропорционально продолжительности процесса, поверхно-
Н

Страницы