КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Теплообмен. Явления переноса
Теплообмен происходит между телами или частями одного и того же тела, нагретыми до различной температуры. Виды теплообмена: · конвективный теплообмен; · теплопроводность; · теплообмен излучением – происходит за счет испускания и поглощения телами электромагнитного излучения. Явления переноса – необратимые процессы, в результате которых происходит пространственный перенос энергии, массы, импульса, это: · теплопроводность – обусловлена переносом энергии; Теплопроводность возникает при наличии разности температур (средних кинетических энергий), вызванной какими-либо внешними причинами. С течением времени вследствие постоянных столкновений молекул происходит процесс выравнивания температур (средних кинетических энергий). Перенос энергии в форме теплоты подчиняется закону Фурье:, где плотность теплового потока – величина, определяемая энергией, переносимой в форме теплоты в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную оси , теплопроводность, градиент температуры, равный скорости изменения температуры на единицу длины в направлении нормали к этой площадке. Знак «минус» показывает, что при теплопроводности энергия переносится в направлении убывания температуры. Коэффициент теплопроводности пропорционален удельной теплоемкости газа, его плотности, средней арифметической скорости и средней длине свободного пробега молекул:или. (3.4.27.) · внутреннее трение – обусловлено переносом импульса; Внутреннее трение (вязкость) связано с возникновением сил трения между слоями газа, перемещающимися параллельно друг другу с различными по модулю скоростями. Сила внутреннего трения, действующая между слоями газа: , (3.4.24.)
где коэффициент внутреннего трения, поперечный градиент скорости, т.е. отношение изменения скорости двух слоев газа, отстоящих друг от друга на расстояние , к величине этого расстояния, площадь слоев газа, между которыми действует сила внутреннего трения. Коэффициент внутреннего трения пропорционален плотности газа, средней арифметической скорости молекул и средней длине свободного пробега молекул: . (3.4.25.) Количество теплоты , перенесенное газом в результате теплопроводности через площадку за время , выражается формулой , (3.4.26.) где коэффициент теплопроводности, градиент температуры. Знак «минус» показывает, что перенос теплоты происходит в направлении, противоположном вектору градиента, который направлен в сторону максимального возрастания температуры. · диффузия – обусловлена переносом массы. Опр.3.4.10. Диффузией в простейшем случае называется явление самопроизвольного взаимного проникновения и перемешивания частиц двух соприкасающихся газов (жидкостей, твердых тел). В химически чистых газах при постоянной температуре диффузия возникает вследствие неодинаковой плотности в различных частях объема газа. Для смеси газов диффузия вызывается различием в концентрациях отдельных газов в различных частях объема смеси. В химически однородном газе перенос вещества при диффузии подчиняется закону Фика: , где удельный поток массы, коэффициент диффузии, плотность вещества, зависящая от координаты , градиент плотности, равный скорости изменения плотности на единицу длины в направлении нормали к этой площадке. Знак «минус» показывает, что при теплопроводности энергия переносится в направлении убывания плотности. Масса газа, перенесенная в результате диффузии через площадку за время :, (3.4.22.) где коэффициент диффузии, градиент концентрации «меченых» молекул, масса одной молекулы.
Знак «минус» показывает, что перенос массы происходит в направлении, противоположном вектору градиента, который направлен в сторону максимального возрастания плотности. При этом концентрация газа (не «меченой» части его, а всего газа в целом) постоянна во всем объеме. Градиент концентрации газа (а следовательно, и плотности его) должен быть равен нулю. В противном случае перенос массы газа будет обусловлен не только диффузией, но и разностью давлений в различных участках рассматриваемого объема. Коэффициент диффузии газа пропорционален средней арифметической скорости молекул и средней длине их свободного пробега: . (3.4.23.) Формула неверна в случае взаимной диффузии газов, сильно различающихся по относительной молекулярной массе или эффективному диаметру молекул.
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 678; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |