Теплопровідність.

Основний закон теплопровідності.

Теплопровідність – це процес передачі тепла за рахунок контакту між частинами тіла.

Основний закон передачі тепла теплопровідністю (закон Фур’є)

Q = - qчаd t

де q – щільність теплового потоку , (Вт/м²)

- теплопровідність (Вт/т.к.)

Знак “ – ” показує, що напрями теплового потоку і температурного градієнта протилежні.

Теплопровідність - фізичний параметр речовини, вона залежить від структури, щільності, тиску, температури.

Для газів = 0,005 : 0,5 Вт/м.к.

З підвищенням температури зростає. Для рідин = 0,08 : 0,6 Вт/м.к

З підвищенням температури зменьшується. Для теплоізоляційних і вогнетривних матеріалів = 0,2 : 10 Вт/м.к.. З підвищенням температури збільшується.

Для металів = 2 : 360 Вт/м.к.

З підвищенням температури у більшості металів зменьшується .

Передача тепла через плоску однослойну стінку.

Маємо стінку товщиною S із матеріалу з теплопровідністю температура стінок t₁і t₂. Температура змінюється в напряму осі Х температурне поле стаціонарне.

При стаціонарному температурному полі граничні умови можно записати так: При х = 0, t = t₁, при х = s, t = t₂ i t₁ > t₂ розглянемо частинку стінки між ізотермічними поверхнями з температурою t i t + Δt

Проінтегріруємо

Після інтегрірування получимо

де С – константа інтегрірування Константу С визначаємо із граничних умов:

При х = о t = t₁ i t₁ = c

При х = s t = t₂

Визначаємо щільність теплового потоку

Вт/м²

Загальна кількість тепла, що передається через плоску однослойну стінку з поверхньою F (м²)

Кількість теплоти, що передається за любий відрізок часу

ПЛОСКА БАГАТОСЛОЙНА СТІНКА

Багатослойною називається стінка, що складається із декількох різнорідних слоїв. В печах, як правило, приміняють багатослойні стінки. Розглянемо стінку, яка складається із 3-х слоїв. Теплопровідності матеріалів кожного слою різні і відповідно різні λ₁ λ₂ λ₃, а товщина слоїв S₁S₂S₃ . Тепловий потік направлений від t₁ до t₄_.