Državna izobraževalna ustanova

Višje strokovno izobraževanje

Samerna država tehnična

Univerza

Laboratorijsko delo

Raztopina porazdelitve temperature.

Dokončano: Študenti skupine 1-ET-4

Kodina O. N. Lastochkin N. M. AFANASYEV M. A.

Samara 2012.

Kratka teorija.

Menjalnik toplote -FHISIČNA obdelava trenutne energije bolj vročega telesa na hladnejše ali neposredno (v stiku) ali prek ločevalne (telesne ali srednje) particije iz materiala. Ko so fizična telesa istega sistema v razredčitvi, nato termično energijo ali prenos toplote iz enega telesa v drugega na začetni izmed Onset izenaminamičnega ravnovesja. Spontano orodje GearMaster iz bolj vročega telesa do hladnejšega, kar je posledica termodinamike

Toplotna prevodnost je ogrevalna energija delci snovi (molekul, atomi, ioni) v procesu njihovega toplotnega gibanja. Takšna izmenjava toplote se lahko zaljubi v nehomogenski temperaturi porazdelitve, vendar bo mehanizem prenosa toplote odvisen od države Otagregate. Vpliv toplotne prevodnosti je, da se vhodni Energetyomolekule, ki določajo telesno temperaturo, prenaša v drugo telo, ko so medsebojno prenašajo ali prenašajo iz ogrevanih območij telesa do manj ogrevanih regij. Včasih se v toplotni prevodnosti imenuje tudi kvantitativna ocena sposobnosti posebej opisanega.

Numerične značilnosti toplotne prevodnosti materiala izenačevanja toplote, ki poteka skozi material s površino 1QM. Časovna enota MZA (drugo) z enim temperaturnim gradientom. Ta numerična značilnost se uporablja za izračun toplotne prevodnosti za umerjanje in hlajenje profila izdelkov.

Pravo termične prevodnosti Fourierjeva.

V stanju enakomernega načina, gostota energetskega toka, ki se prenaša s toplotno prevodnostjo sorazmerno dogradientemostne temperature:

kjer - vektor gostote toplotnega toka - količina energije, ki poteka v enoto časa skozi enoto površine, ki je pravokotna na vsako os, toplotno prevodnost -Caficienc (včasih imenovana preprosto toplotna prevodnost), je temperatura. Minus v desnem delu kaže, da je toplotni tok usmerjen nasprotno grad t vektor (to je do hitrega zmanjšanja temperature). Ta izraz je znan kot toplotna prevodnost.

V integralni obliki se bo isti izraz zabeležil tako (če govorimo o stacionarnem pretoku toplote iz ene mejejelelelepipedak druge):

kjer - skupna moč toplotnih izgub, površina prečnega prereza paralelepipeda, - temperaturna razlika obrazi, je dolžina paralelepipeda, to je razdalja med robovi.

Koeficient toplotnega prevodnosti se meri z IWC / (M · K).

Koeficient toplotnega prevodnosti vakuma

Koeficient toplotne prevodnostiwakumapochi Zero (globlji vakuum, bližje nič). To je povezano z nizko koncentracijo v vakuumu materialnih delcev, ki lahko nosijo toploto. Vendar pa se toplota v vakuumu prenaša z oddajanjem. Zato, na primer, za zmanjšanje toplotne izgube stenskega dvojnega, srebra (takšna površina bolje odraža sevanje), zrak pa se črpa med njimi.

Trenutno obstaja veliko analitičnih in numeričnih metod za reševanje toplotnih problemov za cilindrične in pravokotne telese. V primeru segrevanja bolj zapletene oblike so primerne samo numerične metode. Vendar pa je bila uporaba analitičnih metod za organe pravilne cilindrične ali pravokotne oblike (paralelepiped) povsem oproščena iz stroškov ustvarjanja modela in udobja pri reševanju upravljanja nalog.

Osnovne določbe.

Temperaturni gradient je vektor, ki ga normalno usmerja na izotermično površino v smeri naraščajoče temperature, tj.

, (1)

kje - En vektor, usmerjen v normalno v smeri povečanja temperature.

Gradient je tudi simbol (Nam). Komponente gradienta vzdolž osi kartezičnih koordinat je enaka ustreznim zasebnim derivatom, tako da

. (2)

Izraz v kvadratnih oklepajih v formuli je mogoče napisati kot
.

Glavno pravo termične prevodnosti Fourierjeva.

Prenos toplote s toplotno prevodnostjo z normalno do izotermične površine iz mestih z večjo temperaturo na kraje z manjšo temperaturo.

Količina toplote, ki poteka v enoto časa in se pripisuje enoti izotermične površine, se imenuje gostota toplotnega toka

, (3)

kje - količina toplote, ki prehaja na enoto časa ali hitrost toplotnega toka; S - površina.

Zakon: Gostota toplotnega toka je neposredno sorazmerna s temperaturnim gradientom

, (4)

kjer je λ koeficient toplotne prevodnosti.

Koeficient toplotnega prevodnosti je enak količini toplote, ki poteka na enoto časa skozi površinsko enoto, ko temperatura pade na dolžino enote normalne, enaka eni stopnji.

[W / (mgrad)]

Koeficient toplotnega prevodnosti je odvisen od temperature za kovine, ki jo linearno zmanjšuje; za povečanje plinov; Za tekočine, razen vode in glicerina, se zmanjšuje.

Materiali S.
[W / (Mgrad)] se imenujejo toplotno izolacijo.

Poleg λ se uporablja temperaturni koeficient A

Koeficient temperature in temperature je enak količini toplotne tekočine na enoto časa skozi enoto površine, z diferencialno koncentracijo notranje energije v 1 j / m³ na dolžino enote normalno.

C. jel delo: Naučiti se s pomočjo programa ELCTURE, da rešite težave pri porazdelitvi toplote skozi trdno snov.

Dokončanje dela.

V programu ELCTURE Ustvarjamo toplotno nalogo in narišemo trdno (opeko) in nastavite njene lastnosti in obraz.

Telo toplotna prevodnost 1 w / (cl * m)

Po tem se odločimo za začetek rešitve toplotne naloge. Iz katerega lahko vidimo, da se vročinski tok zmanjšuje s prehodom skozi telo. In temperatura telesnih odsekov z odstranjevanjem iz stene se zmanjšuje.

Odgovori na vprašanja.

Razmislite o prenosu toplote med dvema ploščama s temperaturami pod vakuumskimi pogoji. V prvem približevanju predpostavljamo, da bodo plinske molekule, ki se soočajo s prvo ploščo pridobijo energijo, bo temperatura, ki ustreza temperaturi, značilna tudi energijo molekul, ki so trčila z drugo ploščo. To je enostavno razumeti, da med ploščami

prenos energije se pojavi s praktično neomejenimi molekulami. V tem primeru bo temperaturni gradient odsoten v plinu.

Napišemo izraz za gostoto notranjega energetskega toka v smeri od plošče 1 do plošče 2 (Sl. 5.6):

Tukaj toplotna zmogljivost pri stalnem volumnu na molekulo. Ustrezna gostota toka energije v nasprotni smeri je:

kjer in C je povprečne vrednosti koncentracije molekul in hitrost njihovega toplotnega gibanja. Razlika je očitna, da določi gostoto prenosa toplote (prenos toplote skozi enoto površine na enoto časa):

Izkoriščanje razmerja ponovnega pisanja (52.3) v obliki

tukaj je specifična toplotna zmogljivost plina pri stalnem volumnu. Dobljeni rezultat kaže, da je prenos toplote pod vakuumskimi pogoji sorazmerna s gostoto plina.

Dejansko je v vakuumskih razmerah stopnja stika incidentnih molekul s stenami nezadostna za prenos, ko je povprečna refleksija energije, ki ustreza temperaturi trdne snovi; Hkrati obstajajo dirke temperatur na meji plina s stenami. Med takimi okoliščinami s formulo (52,5)

kadar nastanitveni koeficient, ob upoštevanju zgoraj navedenih temperatur in je odvisna od lastnosti plina in površin trdnih snovi.

Odvisnost toplotne prevodnosti plinov iz tlaka v vakuumskih pogojih je mogoče opaziti z uporabo naprave, prikazane na sliki 5.7. Skozi dve cevi 1 in 2, ki sta povezani z gumijastim čep A, je žica raztegnjena, ogrevana z električnim udarcem rdečega sijaja. Če iz cevi 2 skozi postopek v črpanju zraka forvakuumske črpalke, potem luminescence žice v tem

cev iz rdečega se spremeni v višjo temperaturo (bela) zaradi zmanjšanja odstranjevanja toplote plinskega okolja.

Po (52,6) je mogoče zmanjšati tlak, toplotna prevodnost v vakuumu izjemno majhna. Ta okoliščina se uporablja v dewnih plovilih (Sl. 5.8), ki je namenjena shranjevanju utekočinjenih plinov in izvajanju adiacije v številnih napravah. Dewar plovila imajo dvojne stene, med katerimi je ustvarjen visok vakuum, zaradi česar je toplotna prevodnost plovil izjemno majhna. Prenos toplote od zunaj v tej vrsti plovil se izvaja predvsem z sevanjem, da se zmanjšajo stene plovil, prekrita s tanko plastjo srebra.

Prenos energije v obliki toplote, ki se pojavlja med telesi, ki imajo različne temperature, se imenuje exchange Exchange.. Gonilna sila postopka prenosa toplote je temperaturna razlika med ogrevanimi in manj ogrevanimi telesi, če je spontani prenos toplote.

Po drugem zakonu termodinamike, \\ t spontani proces prenosa toplote v prostoru se pojavi pod delovanjem temperaturne razlike in je usmerjen v zmanjšanje temperature..

Izmenjava toplote je izmenjava energije med molekulami, atomi in prostimi elektroni. Kot posledica izmenjave toplote se zmanjša intenzivnost gibanja delcev ogrevanega telesa, in manj segreva.

Prenos toplote - Znanost o procesih širjenja toplote. Zakoni o prenosu toplote podlaga toplotni procesi - ogrevanje, hlajenje, kondenzacija hlapov, vrelo tekočine, izhlapevanje - in so zelo pomembne za izvedbo številnih procesov prenosa mase (destilacija, sušenje, itd), kot tudi reakcijske procese kemijske tehnologije, ki teče z dobavo ali toploto iz pipe.

Organi, ki sodelujejo v izmenjavi toplote, se imenujejo hladilna sredstva. Toplota se lahko razširi v vseh snoveh in celo v vakuumu. Ni idealnih toplotnih izolatorjev.

V vseh snoveh se toplota prenese toplotna prevodnostzaradi prenosa energije z mikrodelci. Molekule, atomi, elektroni in drugi mikrodelci, od katerih se snov sestavlja, se premikajo s hitrostjo, proporcionalno temperaturo. Zaradi interakcije delcev, drug drugega hitreje daje energijo upočasnim delcem, s čimer se toplota iz območja z višjo temperaturo v cono z manjšo temperaturo.

V tekočinah in plinih se lahko prenos toplote realizira tudi zaradi mešanja premikajočih se delcev. V tem primeru, nehidifikalne molekule in velike makroskopske količine ogrevane tekočine (plina) se premikajo na območja z nižjimi temperaturami, in manj segrevamo do con z večjo temperaturo. Prenos toplote skupaj z makroskopskim volumnom snovi se imenuje konvekcija.

Hkrati se toplotna prevodnost odvija skupaj s konvekcijo. Takšen kompleksen tip izmenjave toplote se imenuje konvektivno. Konvekcija je določanje procesa prenosa toplote v tekočinah in plinih, saj je bistveno bolj intenzivna toplotna prevodnost.

Izmenjava toplote med tekočino (plin) in površino trdne snovi (ali obratno) je bila močno porazdeljena. Ta proces se imenuje konvektivni prenos toplote ali preprosto toplota Pritisnite.

Sevanje To je tretji način za prenos toplote . Toplota se prenaša skozi vse prozorne medije, tudi v vakuumu (v prostoru). Energetski nosilci z sevanjem so fotonioddajajo in absorbirajo telesi, ki so vključeni v izmenjavo toplote.

V večini primerov je prenos toplote na več načinov hkrati. V procesu prenosa toplote so vključene vse metode prenosa toplote - toplotno prevodnost, konvekcijo in sevanje. Več zapletenih je proces prenosa toplote iz ogrevanega hladilnega sredstva na manj segreti skozi steno, ki jih ločuje, poklican prenos toplote. V procesu prenosa toplote se toplotna prevodnost in prenos toplote spremlja prenos toplote s konvekcijo. Vendar pa, ko upoštevamo kompleksne procese izmenjave toplote, ki prevladujejo pod določenimi pogoji, ena ali dva od treh načinov za širjenje toplote, ena ali dva.

V nenehno delujočih temperaturah se na različnih točkah ne spreminjajo s časom in se upoštevajo pretočni procesi izmenjave toplote nameščen (stacionarno). V rednih operacijskih napravah, kjer se izvedejo temperature skozi čas neidentificirano(nestacionarni) postopki izmenjave toplote.