Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982) (1062114), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Тепловой поток, приходящийся на единицу площади изотермической поверхности, носит название алотно- Равд. 2 116 Основы тепло- и масгообмена сги теплового потока д. Связь между величинами О и д устанавливается из их определений: »=дЕ)дд: (]=]'» Р. Р Скалярная величина д может рассматриваться как модуль вектора плотности теплового потока ц, направление которого совпадает с направлением распространения теплоты в данной точке.
2.2.2. ЗАКОН ФУРЬЕ. КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПРОВОДИОСТИ ' Основной закон теплопроводиости— закон Фурье — постулирует пропорциональность вектора плотности теплового потока градиенту температуры: ц = — ЛйгабТ, (2.2) где Л вЂ” коэффициент теплопрозодногти, характервзующий способность вещества проводитыеплоту. Коэффициент теплопроводности является физическим свойством вещества и зависит от его природы, а также температуры и в меньшей степени от давления.
При ие слишком низкой температуре (Т) ) 100 К) значения Л изменяются в следующих пределах: 1) для газов Л=0,005 . 0,5 Вт/(И.К). С увеличением температуры коэффициент теплопроводиасти возрастает. Такой же эффект вызывает и увеличение давления. Однако его влияние намного слабее, оно становится заметным лишь вблизи пограничной кривой, а также при низких (менее 2 10' Па) и высоких (более 2 10' Па) давлениях; 2) длк капельиых жидкостей А=0,08 †: 0,7 Вт/(м К). С повышением температуры коэффициент теплопроводиости обычно уменьшается (исключение составляют вода и глицерин); 3) для твердых тел Л=О,О2Ф400 Вт/ 1(м К).
Нижняя часть этого диапазона 0,02 — 3,0 Вт((м К) относится к диэлектрикам; материалы с Л(0,2 Вт/(м К) используются как теплоизоляциоиные. Повышение температуры приводит к росту коэффициента теплопроводиосги диэлектриков. Значения Л-20 400 Вт((м К) характерны для металлов и их сплавов.
Сплавы отличаются меньшей теплопроводиостью по сравнению с чистыми металлами, прн. чем даже незначительные примеси могут вызывать существенное уменьшение зиаче ния Л. 2(ля большинства чистых металлон коэффициент теплопроводиости умеиьшаетсн с ростом температуры, тогда как у сплавов ои увеличивается. Наиболее достоверные значения коэффициента теплопроводиости определяются экспериментально (методы экспериментального определения Л см. в 6 9.5). Это же относится и к коэффициентам теплопроводиостн смесей, сплавов, состоящих из компонентов с известными значениями Л (закон аддитивности в данном случае не выполннетсп). Значения коэффициентов теплопроводности газов приведены в табл.
2.1, 2,19 и 2.20, жидкостей — в табл. 2.2, 2.18, 2.22, жидких металлов — в табл. 2.21, воды вблизи критической и сверхкритической областей — иа рис. 2.21, твердых тел — в табл. 2.3 — 2.6. Расчетный метод определения коэффициента теплопроводности бинарной смеси газов с известными Л см, в п. 2.16.1; значения Л полимеров — в [1], окислов — [2, 3], карбидов — [4], газов и жидкостей — [5 — 7], смесей и композиционных материалов- [7, 8], различиыхвеществ при низких температурах — [9, 11], теплоизоляционных и огнеупорных материалов — в кн.
3, равд. 1. 2.2.2. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ. КРАЕВЫЕ УСЛОВИЯ Применение законов сохранения энергии и Фурье к анализу процесса теплопроводиости в неподвижной изотропной среде приводит к дифференциальному уравнению геплопроаодности, которое связывает временное и пространственное изменение температуры; дТ рс — = б(ч(ЛйгабТ) + д,, (2.3) где р — плотиостаб с — удельная теплоемкость; дт — мощность внутренних источников теплоты, которая представляет собой количество теплоты, выделяемое (поглощаемое) источниками (стоками) в единипе объема тела за единицу времени (появление внутренних источников может быть вызвано пропусканием электрического тока, химическими или идериыми превращениями и т.п.).
Запись дифференциального уравнения теплопроводности в виде (2.3) является наиболее общей, учитывающей зависимость физических свойств Л, с, р от температуры, неравномерность распределения дт по объему и его изменение во времени. Важнейшие частные случаи уравнении (2.3) сведены в табл. 2.7, в которой приняты следующие обозначения: а=Л)(рс) — фиэи. ческое свойство вещества, характеризующее скорость выравнивания температуры в неравномерно нагретом теле и называемое коэффициентом температуропроаодно. гги (необходимые для расчета а значения плотности р и удельной теплоемкости с приведены в табл. 2.6 и 2.8), Тгз †операт Лапласа: в прямоугольных координатах х, у, дз дз дз 272 = — + — + — ' дх' дуз дхз ' в цилиндрических координатах г, <р, г дз ! д 1 дз дз »2 — — + — — + — — + — ' дгз г дг гз д~рз дзз ' Ословныв положения 117 Таблица 2.1 и паров (5] Коэффициент, теплопроводности )4 1О', Вт/(м К), газов Г.
4С Гзз !пар) р, бпр ЗОО 4ОО 1 200 500 1 20 ! !00 500 1 1 30,9 39,4 54,6 33,9 36,9 21,0 24,4 42,2 17,3 37,2 43,3 54,7 48,8 50,0 25,4 27,9 40,8 26,9 43,0 48,1 56,2 65,5 67,8 Ю,б 31,4 41,3 38,6 53,5 56,6 62,9 104 36,5 37,9 43,44 67,4 48,4 62,4 69,1 84.0 33,2 34,8 42,4 52,! 58,4 61,6 66,9 124 39,8 40,9 46,7 84,7 68,6 70,7 74,5 79,6 81,5 84,3 Азот (!)4) Аммиак (ННз) Аргон (Аг) 45,6 46,3 50,5 50,8 51,7 54,0 Ацетон (СзН40) Бензол (С4Нс) 17,3 28,1 23,5 66,6 Ж(140) 31,5 41,6 57,6 61,9 69,8 44,1 76,4 96,3 90,2 !13 Бутан (С4Н4о) Бутапол (бутилоный спирт) (С4Й)40) Водород (Нх) 1 500 1 1 300 1 169 2!О Ж(132) 143 160 Ж(134) 256 282 32,0 209 220 30,2 214 246 20,2 174 183 18,8 290 313 45,9 242 251 43,0 332 345 62.5 270 279 3 68 380 81,2 297 307 403 4!3 103 3 23 3 29 557 567 423 427 4 77 486 3 72 3?7 Гексан (С4Нм) Гелий (Не) Гептан (С)Нм) Дымовые газы с содержанием СОх —— 13с!) и НхО, %: 5 10 15 20 25 Кислород (Ох) 69,1 73,0 76,4 79,3 82,0 64,9 Ю,1 23,3 14,5 ЗГ,9 87,8 93,2 97,8 !О! 74,5 75,2 78,4 27,! 17,2 94,0 1% !1О 116 122 85,7 86,5 88,6 30,3 19,7 Криптон (Кг) Ксенон (Хе) Метан (СН,) 1 1 1 1 1 1 1 1 50 67,2 36,5 34,1 41,7 38,9 7,7 16,6 30,2 33,0 76,9 42,6 л8,6 57,9 53,7 9,4 21,2 38,5 40,7 57,0 30,1 22,0 27.4 25,6 Ж(9475) 12,3 22,2 26,2 86,0 48,5 65,5 76,0 11,2 25,8 46,1 48,0 94,8 54,1 84,7 95,8 13,1 30,7 53,3 54,9 1 03 59,7 1 06 1!8 70,1 14,9 35,8 60,0 61,3 18,5 46,3 72,7 73,6 57,6 84,6 85,4 1 Ж(109) 8,7 11,6 14,7 17,8 21,2 24,5 24,8 7,9 18,0 Ж(172) 46,8 53,5 18,0 20,8 65;9 85,5 50,0 66,8 32,5 '11,4 31,7 23;0 39,7 14,9 47,7 35,! 108 85,8 133 1 07 17,2 13,0 46,2 35,2 30,1 22,8 50,0 67,3 86,4 108 слах уке ем от дя прв даи х указа нй в лес 374.
дпвлс щнй ). Б пред стклонснн чист, что в скобив зпнимх давлен ввмх !3! не Оо нмх значениях н соответствую линейная интор. темпера тур зовможве ния и т козфф емперпт нцвенг уры вещество находится теплопроводиостн х )о4, Метанол (метнлоный спирт) (СН40) Неон ()44е) Окись углерода (СО) Пеитаи (СзНж) Пропан (СзНз) Пропилеи (СзНз) Ртуть (Нц) Серы двуокись (ЗОх) Углекислый газ (углерода двуокись) (СОз) Углерод четыреххлористый (СС14) Фтор (Рх) Хлор (С!х) Этан (СяН4) Этанол (этиловый спирт) (СхН40) Этилеи (СзН4) Эфир днэтилоиый (С4Н)40) Првмечавннс поляция знпчевнй Х с 3.
Буква «Ж» овна в жидком состоянии) Б44')м К). 1 1 1 1 1 1 100 300 1 1 1 60 100 1 23„9 34,0 61,3 21,1 Ж(419) 16,4 21,6 50,3 Ж(174) При !О 'С Ж(149) 13.3 Ж(157) 22,4 23,0 2о3, ! 23,1 23,'3 24,4 31,6 51,9 8,8 5,2 30,4 35,4 43,8 Ж(210) 46,4 23,3 Ж(120) 15,0 14,0 Ж(8178) 8,4 14,7 Ж(109) 30,9 31,6 32,1 32,3 32,6 36,3 48,3 11,7 7,1 45,0 48,2 62,0 21,9 39,2 40,1 40,9 41,6 42,0 38,6 42,4 51,3 14,3 8,6 62,0 64,5 67,1 32,9 49,! 50,8 52,2 53,3 64,2 45,6 47,8 55,1 16,8 10,2 80,'1 82,1 84,0 45,8 54,7 56,9 59,0 60,6 61,8 51,3 53,7 59,3 19,0 11,7 99,2 60,5 61,9 65,0 67,7 И,9 71,6 57,4 И,7 64,1 21,2 13,1 76,8 Равд.
2 Основы тепло- и моссообмсно 118 2.2 Л Бтпы Кз с, 'с дгядяости Алкаиы: бутан (СНз — (СНз) з — СНз) пентаи (СНз — (СНз) з — СНз) гексан (СНв — (СНз) ь — СНз) гептан (СНв — (СНз) ь — СНв) октан (СНз — (СНз) в — СНз) иоиаи (СНз (СНз)т — СНз) декан (СНв — (СНз) з уидекаи (СНз — (СНв)в — СНз) допекать (СНз (СНз) з СНв) тридекан (СНз — (СНз) ~ ~ — СНз) тетрадекаи (СНз — (СНз) зз — СНз) пеитадекаи (СНв — (СНз),в — СНв) гексадекан (СНз — (СНз) и СНз) гептадекан (СНз — (СНз) и — СН') октадекаи (СНз — (СНт) вь -СНь) иоиадекаи (СНв — (СНз) и — СНз) зйкозан (СНь — (СНз) зв — СНз) Амииак (ХНз) Аиилин (СвНв — ИНз) Ароматические углеводороды: беизол (СвНв) изопропилбеизол (кумен) [СвНь — СН вЂ” (СНз т) ксилол [СьНь — (СНз) з) толуол (СьНь — СНз) Ацетон (СНв — СΠ— СНз) Бензин (плотность 700 кг?мз) Газойль Глицерни (СНзОН вЂ” СНОН вЂ” СН,ОН) Керосин Кислоты (водные растворы с массовой концентрацией, в!в): азотная (НИОз) 25 50 75 96 серная (Н,804) 25 50 75 96 соляная (НС!) 1О 50 90 уксусиая (СНв — СООН) Масла: МС-20 АМГ-10 трансформаторное Нитробензол (СвНь — ЫОз) Олефины: 60 — 120 Π— 50 0 — 200 — 80 —:+80 — 40 —:+120 — 40 —;+140 — 20 —:+160 — 20 —:+180 0 — 200 0 — 220 20 — 140 40 — 260 40 — 280 40 — 300 40 — 300 40 — 320 40 — 340 0 — 100 0 — 150 0,094 †,0?Э О,!21 — 0,108 0,132 †,08 1 0,156 †,113 0,148 †,106 0,146 †,101 0,145 †,102 0,147 †,101 0 !46 — 0 1Оо 0,148 †,102 О,!46 — 0,122 0,143 †,100 0,145 †,0996 О, 148 — О, 0989 0,149 †,!03 0,151 †,0998 0,152 †,0992 0,540 †,313 0,186 †,159 0,149 †,103 0,129 †,1!3 1Π— 160 0 — 100 0 — 100 — 80 —;+240 Π— 100 — 50 — я+200 20 — 300 25 — 150 — 50 —:300 О,!36 — 0,117 0,159 †,083 0,174 †,151 О,!31 — 0,080 О, 12! — О, 086 0,279 †,296 0,127 †.0?4 20 — 60 20 — 60 0 — 100 0 — 100 20 — 60 20 — 60 0 — 60 0 — 100 10 — 30 1Π— 30 20 25 — 75 0,534 †,576 0,458 †,479 0,360 †,360 0,265 †,243 0,531 †,587 0,469 †,513 0,381 — 0 438 0,317 †,352 0,535 †,442 0,611 †,490 0,59 0,171 †,162 0 — 150 20 — 100 0,136 †,120 0,119 †,109 0,116 †,104 0,154 †,136 — 50ч-+100 0 — 125 0,118 †,106 0,128 †,085 0,132 †,087 0,13 пропилеи (СН,=СН вЂ” СНз) гексен [СНз СН вЂ” '(СНв)з — СНз гептен [СНз СН вЂ” (СНз)ь — СНз1 Скипидар Π— 50 0 — 175 0 — 200 15 Таблица Коэффициент теплопроводности жидкостей на линии насыщения [5) 119 Основные положения Продолжение табл.
2.2 Л, Вт!!м.цз 1Кплкоста Спирты: метиловый (СНз — ОН) втнловый (СзНз — ОН) (водные растворы с массовой концентрацией спирта, Тэ): 20 40 60 94 пропиловый (СНз — СНз — СНз — ОН) иэопропиловый (СНз — СНОН вЂ” СНз) бутнловый (Снз — (СНз) з — СНз — ОН] Топливо дизельное Углеводороды дифеиилметанового ряда: дтм (сн.с,н,— сн сн,с,н,) ДКМ [(СНз) зСНСзНэ — СНз — (СНз) зСНСаНэ] ТДМ(((СНз) зСН] зСзНз — ((СНз) зСН] зСзнз) Углерод четыреххлорисгый (СС1з) Углерода двуокись (СОз) Фреевы: реон-11 (СРС1з) реон-12 (СРзС12) - ( реон-13 (СРзС1) реон-2! (СНРС1з) фреон-22 (СНРзС1) фреон-113 (СзрзС!з) фреон-114 (СзрзС1з) фреон-142 (СзНзрзС1) Хлорбепэол (СзНзС!) Цнклогексан (Сэнзз) Этиленгликоль (СНзОН вЂ” СНзОН) 0,200 — 0,181 0 — 75 0 — 75 0 — 75 0 — 75 25 — 100 25 — 75 — 80ж+ 100 20 — 100 0,447 †,502 0,348 †,372 0,271 — 0,273 0,179 †,160 0,156 †,142 0,140 †,131 0,169 †,141 0,117 †,108 50 — 90 20 — 100 20 — 75 — 20 —:+200 — 30-:+10 0,124 †,119 0,127 †,119 0,109 †,095 0,1!3 — 0,0645 0,142 †,0992 — 60 —:+100 — 80 —:+70 — 80 —: — 20 — 40 —:+100 — 1ООль+40 — 20 —:+90 — 40 —:+70 — 80 —:+60 Π— 120 10 — 80 0 — 100 0,112 †,067 0,112 †,053 0,0984 †,0678 0,123 †,072 0,1487 †,0772 0,0867 †,06!9 0,0870 †,0556 0,126 †,0711 0,133 †,112 0,127 †,112 0,252 †,264 Т К Л ВтцмК! Т К Л, ВтцмК! Т, К В Л, Вт/!и Кз Т.
К 1773 ~ 45,6 Виснут (В!) Алюминий (А1) 200 201 300 207 400 213 500 222 600 233 700 25! 800 271 900 282 600 800 1000 1200 1500 145 120 96 84 76 дий (Ч) 32,8 33,2 33,7 34,4 34,9 36,4 37,9 39,5 41,3 43,3 110 106 101 97 ий (НН 22,3 22,0 21,5 21,0 20,5 1500 1800 2!00 2400 Гафн 320 400 500 600 800 173 223 273 323 373 473 Вольф 200 300 400 600 800 1000 1200 11,9 10,6 9,4 8,4 7,7 7,1 Раж (ьЧ) !31 130 128 126- 122 1!8 1!5 Вана 223 293 273 473 573 773 973 1173 1373 1573 Бериллий (Ве) (горячепр 200 300 400 500 ессованный) !94 182 170 156 Железо (Ре) 200 87 300 77 400 68 500 60 П р н и э ч а п к з. Прпазлэппыэ в табл. 2.2 эпачсввэ соответствуют крэйяэм эпачэпппм указак. пото ллэ каждой жалкости температурного пптсрвала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
