Скорость теплового потока

Термодинамические свойства

Скорость теплового потока — это количество тепла , которое передается за единицу времени в некотором материале, обычно измеряется в ваттах ( джоулях в секунду). Тепло — это поток тепловой энергии, вызванный термической неравновесностью, поэтому термин «тепловой поток» является избыточностью (т. е. плеоназмом ). Тепло не следует путать с накопленной тепловой энергией, и перемещение горячего объекта из одного места в другое не следует называть теплопередачей. Однако принято говорить «тепловой поток», имея в виду « содержание тепла ». [1]

Уравнение теплового потока определяется законом теплопроводности Фурье.

Скорость теплового потока = - (коэффициент теплопередачи) * (площадь тела) * (изменение температуры) / (длина материала)

Формула скорости теплового потока :

В Δ т = к А Δ Т Δ х {\displaystyle {\frac {Q}{\Delta t}}=-kA{\frac {\Delta T}{\Delta x}}}

где

  • В {\displaystyle Q} это чистая передача тепла (энергии),
  • Δ т {\displaystyle \Дельта t} это время, затраченное,
  • Δ Т {\displaystyle \Дельта Т} разница температур между холодной и горячей сторонами,
  • Δ х {\displaystyle \Дельта х} толщина материала, проводящего тепло (расстояние между горячей и холодной сторонами),
  • к {\displaystyle к} - теплопроводность материала, проводящего тепло, и
  • А {\displaystyle А} площадь поверхности, излучающей тепло.

Если наблюдается кусок материала, площадь поперечного сечения которого равна , а толщина равна , с разницей температур между его гранями, тепло течет между двумя гранями в направлении, перпендикулярном граням. Скорость потока тепла во времени , , для малых и малых , пропорциональна . В пределе бесконечно малой толщины , с разницей температур , это становится , где — скорость потока тепла во времени через площадь , — градиент температуры по всему материалу, а — константа пропорциональности, — теплопроводность материала. [2] Люди часто используют , , или греческую букву для обозначения этой константы. [ необходима цитата ] Знак минус стоит потому, что скорость потока тепла всегда отрицательна — тепло течет со стороны с более высокой температурой к стороне с более низкой температурой, а не наоборот. [3] А {\displaystyle А} Δ х {\displaystyle \Дельта х} Δ Т {\displaystyle \Дельта Т} В Δ т {\displaystyle {\frac {Q}{\Delta t}}} В {\displaystyle Q} Δ т {\displaystyle \Дельта t} А × Δ Т Δ х {\displaystyle A\times {\frac {\Delta T}{\Delta x}}} Δ х {\displaystyle \Дельта х} Δ Т {\displaystyle \Дельта Т} ЧАС = к А ( Δ Т Δ х ) {\displaystyle H=-kA({\frac {\Delta T}{\Delta x}})} ЧАС = ( В Δ т ) {\displaystyle H=({\frac {Q}{\Delta t}})} А {\displaystyle А} Δ Т Δ х {\displaystyle {\frac {\Delta T}{\Delta x}}} к {\displaystyle к} к {\displaystyle к} λ {\displaystyle \лямбда} к {\displaystyle \каппа}

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ http://webserver.dmt.upm.es/~isidoro/bk3/c11/Heat%20and%20mass%20transfer.pdf [ пустой URL-адрес PDF ]
  2. ^ "52.09 -- Теплопроводность в различных металлических стержнях". web.physics.ucsb.edu . Получено 2019-05-07 .
  3. ^ "Unit Operations in Food Processing - RL Earle". nzifst.org.nz . Получено 2019-05-07 .


Получено с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Скорость_теплового_потока&oldid=1252090254"