teplomassoobmen_Grigoriev (520573), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Поняпю лакш|ьнаго термолизичического раююасс я прнч пнмо к болыашизву ре»ли~ил п)ю«сссов тепзоьзассообмен Игклююние состашяют силь о разреженные гюы и такие особые сзу жи, ь«х >парите вс' ° ны, персхаи газа через ока иж упагпнеиия н лр В эпзх особых случаях а)ж«тернов время изменения состояния системы весьма ма.ю 1(ри шо з солоху«нощь боя»э»оп) числа микрочасти» в эюемепзе б)'за зго времв «е >снсвает придти в состояние тсрмолинаиичссьцо (с ~»тзю«сс юго) разпошсня Состояние сплошной среды маж .о счшшз, ьолноспю опус>зеле«ам». ссш н «ажнпй точке лространспю в любой момо ч времени и" ассшы зз~ . ченил следующнк неявщи шмпсрвтуры, козщенграций ьомноззснто«смеси, давления и скорое~и Другимзт сзовамн. нз м неман,чсси го о««сал я процессов тепзюмассаобмена дальни бы ь наипезы полл уьаза оых а чш ин.
Знаипс этих полей озаоляет (в э оь~ мь убелвш» в лаз' ез«нем) найти .ол~ чесс»а гегло ы и вез«со «а, переносимые ю)хч ьо»ерлпсс гч снстемы, гидравлическое сопротивление и лрупю ле. и оя и, прслсзммяюпп практичесюж изперес. Заложив в аснану теории шпломассаобмен» молель сш|оишай срс!ш, мы шм самым полк рсмс« герма!зинами'иохим методам иП зеив» явлений переноса, т.е. опшекаемся от внутрспиега физического механизма этих «в. левай н нишк нс учитываем свойс~ш «огткрпгзай срсьы Как паказыяает иых средак !из а». Гюапыг, интенсивность пропесаан перепою в раппшиых с а .
П лому наряду с абшиьш ззвапамн физики (шионом сакраненяя н щ:евреи и страишвш импульса) жени« энергии, заьозюм сохранения массы, законом сш'раи теп»омассоабмспа прн сасшвэенни математического оп гсания процессов те ш должны нривзеквгься эмяьричсатс пжо ы (эашны Фурье, Фика„Ньнпона), а мпорых свойшва спелы учитывюо ~с» сашветствующимн шзффштг юпа ш сере оса Эгн коэффициенты перепаса, а также казффипяснты, араюсрнзуювги* инб ченнс реальной среды, получают либо экспериментально, либо с помо ью Ш мслекуляр~ю-киистгшескай нти электромагнитной теории, ли(ю методами статист шеской и шинто»ой физики.
Пронесем ш~ь омассосбмена широко расароатранеиы иа притих». Зиаис ддя зсгшовай ие их зшюномсрпасзей имеет первостепенное значение , я т. и ядерной эисргетнюп промышлсняай зсгшози „гахн кг энергпмашвностраени» евиапнн, пхмаиавтикн, р»ьпг"',~г гю.вня и лр. , ш начало всслсюит Наука о .
»г сто мшссобг»еггс имеет давнюю нстарюо. Г» начал ко нременам М.В. Ломоиссона. Основы теории нншамаш юбмсг 6 лажены н Х!Х в а мена ылнзан ' в трудами учених многих атраи мира. В связи с практическими потребное'шми сс интенсивное развитие началась лл в начале лл в и прагюлжаегся в настояшее время. аму, чга многие Сэюжиссп»веснин тепломассаперсиоса приводит к там, чт арактн юкн вахтине задачи не мазут быть ревюпы аналитическими мета!шин. Тогда прибегают к численным методам с нх ревлжшпнсй иа мощных бмстралействуюпгих ьампыотерак. Нарял) с теорией южную раль в изучен»и процессов тспламассоабмспатезы и рсэульна нгр ет з»спсрименц с помощью мэюраго правсршот тип шты теории, а сашке пшзу'гают нпформацшо о меканюме яюений.
В ряде случаев юлька опытным пушм можно получить форм, соб формувы, н хаанмыс Лля рассею тегшо- н массао э саобменнзгх»пгзвретж, широко рзсвространснных ао многих о~ распял промышленности. у Часть перепл '+( ТЕПЛОПРОВОДПОСТЬ ТВЕРДЫХ ТЕЛ Гг еа первая МАТЕМАТИИВСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ТВПЛОПРОВОЛНОСТИ 1.1. Температурное поле. Гралиснз темпервзуры )!г )Е Саяокупнасть значений температуры ао всех ~очках изучаемого пространспш в данный момент времени называется мю грс .гур и шмен Аншшшчески темперетургюе пале можно ар»ломани н аиде функции тсмпсрвтузш от «сординаг точек прасцжнспю н времени В эввианмосзп ат копфиг)ралли изучаемой области врастранстаа (та.
от формы тела) выбиракп д картону (рис. 1.1,а), цалиндрическую (рис 11,6) юш сферическую (рш.!.!. е) систсьзь1 координат. Если ссотштозвеннп жим системам координат известны функции Т - 7(х, у г, т), Т = Т(г, гр, к, т) юзи Т(г, ~р. В, г), эп, фиксируя а них момент времени т, полу шсм температурное шэле прн данном зна гении т Есса с течением времени аале шмссратуры нс изменяется, она ивзышетая сюаяиска)»лям, в арлинном случае — пасмы!«анаркы . Могут быть скучав, «апта и:мпература ие эзвнснт от одной из коорлинат. 'Гогла псле называют атас ич нли лвухмсрным.
Т вЂ” Т(х, у) гшн Т =. Т(г, ф) Гели «таму же дТ!ду = й или ду)дп.= ц, то поаучасмг Т- у(х) илн Т Т(г). Зпп частный свучай препсз валяет оц оперное шшзсрюурые пт». ) ю )М»)ск. )йбр(РНЧ !» М г, тт Р„14 К4 Р Г 13.»1 Р .!.».КЧ Р Г 6.4) Ф +Л.у,г)=ч,(лу, )' е„гг: )Чо» дл 61«Ч = йп, б 3 и У 21 (РИС. 1.4)„ Ч„ > 6, ЕСЛИ УГОЛ ГР ~УПОВ, Чл < О.(ОЮДОВПЕДЬНО. НРИ ПОЛСЧ*те количеств» теплеем, вэюрое эа эггеьюит»рнмй промеиуток времени Лт подвэдггюя к гену сбьемпм К ограниченному эамкнугой поверхисп ью Я' (алесь вс — - виеюияя нормаль) (рнс. 1.5), перел ииюгуллом в (1.3) надо та!- с!»вить знак амииуся. )Вгя амвона уравнений теории гепломасссобмепа в дельнейюсм необходима знать то «с»и»«стао тептютм Л(3, Ди, «отсрое эа время Лт путем теплопроеодпссти гюдиолнтся к элем«нтарнаму обьему ЬУ.
Найдем Л(3, преююяаюа, что векторное гюле Ч известью. По опрслнле вю предел, к мморому стремится стноюсиве нотою пектора Ч к объему гела 1' при с!аппп«ни обьема в точку 43, иазмвается дне реек!глеб пскгора 3), диг(м - с) Внпая сп знаком ючинуся, дивергенция вектора Ч рави» от иоюеыию «оннчгютеа Оплоты л(), пол«о«имей ь элементарному 6 ему ЬУ т» вре Лт, к ЛУ и Лт Отсюда с»спуск, чю Л(3 -. !ей ЛУЛт. (!.4) В епюфсрм»уП.4)лрупе епг мкн пуюьи(,г, )--про ьнют ч иерем и р о регсмтеее(р с ! 6) Оиагатслнтюепипрсэм ген»рне.
»6»- си«4 р егиреллеюпк ля еееюрмим ю, -24»л)3-'хлу юэ "2!и, Обы ЛУ-. Ы,Л(33М, В . »ГЕ.КГОРЧ 3»3 Иресггллчлл) *).Чтй ) '1НЧлв)3»). !И»нотр д е Пи« пщилл меме, Ргюгя улнрньмк ею(Ь Ноле имем ю. 20 Рк!.62 Р аю Р е.к л34+Р 3 О.4) ин. о т нл пм л(), «»торос эа крсгю лт *рю.»н уюн тулам а об ем »У !Он!репкой гр е имеет кмол н 3 Л*,у, Пл юсо,теплового митдюь ео 'геплспк Ремню-4„О т ал. 33 )л!36134« дл арой гр»ни оло е ь пью»и поюк»булег4 (*-оку г) клее, ч, =- че Отсюда вол олимп»о«лясс!»о пмпм раеночО-Г,ге)633»13Лт Сан» ноб р угв)ейлсра су то пюо»гм так аетк е, дч„ Ч(я-Лъу О=Ч ( .у,*)- — и .
Т гегю и«луч ЛД =- — Лгдт Л! гоги во Лм =- ЛУЛ н 44 ЛО =- — 'Л!'Л . Я В оююм го»води юг кл!'коанчеетгю е оп 341, ЯЧ Е!Л ЛО=ЛО т»О »ЛД =-( — ' — Д+ — "~~ЛУЛ =-П ЧЛ!Ю . (,д Лу дг) Фо)ю) в П.4! дмиз Запишем формулы гюя вычисления диаерг сивик «екюра Ч. н лсшрто ыя к Орлвнагат тс 31т о Л г 3 Г К ! 3 Н.Г(,.К) де„до дч Ь 'ц = —" ч — г: =, дх д) дт ' (1.5) н цитопшрнчссьнх шорднню ах 395 тот (!.5») 73 7! 73 0,372 О,мэ 73 9,333 О,г!г 73 О,ЮЕ 73 О,о»О Одгэт О,ЛО39 73 и .» 22 д ! до, до Ф О = - — ( О,) г - — 3 ь =; гд ' дф дс' в сферических координа ах Фьц = —, ) — (гго)! ь — — ~.г —. ) — (э!пб )г П5б) '.
).дг " г-члб др гыпб ~(3 1.5. З»и и Фщн.с. Теилонроводэюсть Основыюысь на реэулшасл иаблюлсннй, Фурье высказал ц.нате»у О теы, что вехтер плопюс н шнлекОге «отека» лапай тс' ас иэо3ТООиого тел» пропорционален гралиенту шьэпсрауры в !ой жс гсчьп. За не»моче«нем Особык.
репко лсгрсчкющихсл схучасе эта гипотеза бьна пою»ерин аа экспсримснштя ио, а лшя пмов — я тсо!Ли«чески. В настоян!се время тип мста Фурье фг рмулир)его» е ниле закона' ч — -).Кад 3: (1.6) Знак аманусэ а (1 б) оба»си»еле» шм, 'по векторы 1, Вт)м, н бад Т, Кгь. ышрлвлсиы гэрогтвюэтот ажно друг лрул) (см. р с !4). Коэффицаснг пропорциональности )ч ВП(м К), е П б) наты»вася тспн т п и р т н лг в лопроводнестью нспюс 3 ка . Тегэтгапром льость является фнэачсскни параметром вещеспю, кокрый яарактаргаует интсиси»ность п)юцссса теплоро вод юшн в ее шест кс н численно ра«си плон!ости тсгшовош потока прп рад«енсе теыгюратуры.
равном единице 3 Ф »3:Он О 93»с гюэаслла' н»йтн илОН ест» теплового потока а с.г«шОгю алыю, и теняово» поток чсЗэет проитвольнуго поверхность (сы (1.1)). если звесгно температурное поле в иэ)чаемой сблас и грослранства В моран тсплоп(юеолностн эак и Фурье прнешкасгся при вы»оде осип»ного ра- уршенин шорни — уравневпя гоп ~оггроволнасттг (см б 1 4). Заков Фурье. га«лу с лругимн подобщамн закона и (о ню пойлет рса, ниже), гюэяояпсг у и, ву т с ю «с»се описание пр пессоа «онвективного ашамассообмена, » также сложных (с учсшм пере«ма энергии шлучсил) прог!Отсов тснлоягассообменв '(спяопромщность ем«ест», ка» глйитвнло, накопите» э»соеримсигяа г о рассчнгыааетсл ыетодамн молекулярно-кипе«счесал теории, стаистической и кеаяшаой фиан»а Зик'гении гео юнрогоаюогн прннодгпс» табаюах теплофгпнчесг ия с»олеся асс!ест« (см. табл П1- П.
!О). Тсгыоприюднссп, та»«сит от тсмперпуры нощсства В табл. 1. ! приведены эначсни» Л лля отде!нных щ«доган«толей раэли юных веществ и мнгсриалов в обычных условиях. При сеермгиэкик (криогенных) температурах та«голденах«ость иексггорых мета!«~он может достигал, очень больших шаченвй. Например ли» чисгой мсдп ири Т:.- !О К ).;. 10 Вт)(м. К). На тсгн«шрошдность сталей помимо их состава, тсьэпсртбу»7, наличия примесей и »руси» иокиэатеэей екатывасг влито»с а силовое старению, которое п)юявлясэсл в появление хрули:сти и пошре гфгатгсстныя свай«!в.
Теплащюволность охрупченньж сгаюй эаметно инва чем обычных Строштльные в теплоиэолхциоиные ма сриалы, шк правило. имеют пористую структуру. За счет того, что в порах нашли тел а«пух, к торий явлтетаг плохим ароводниксм теллгпы, гти ы«гсриалы сблкдаот ншкой теолопровадноспш. )Вгя пористык, а также друтик неоднородныя материалов пол Л следует попинать иекоторуго аэффсктивиук«тсплопронолиосп Тешюпроеолность влажных тепяоиэолкшгонныя ми!примак выше, чем сухих Рд«многих ыаерщшов в пел проком ли»патоне тсмпераур эависнмость Л .= Л(1) можно описать линей«Щ фунншэей нила 23 Ае а= ,Ю7 а,ы дщ 0,00!77 о,оа!зь аеюзоз Одссь 1 —. васса»в ло»я -щ ммн иси»в (мэщсвю ю асн»р»аив), М, —. а с с»оная молекул»рна м с ).
1»2 ю2 Од=- (! О,, и,) (М,ГМ> П,10) .>ЙП 2!ИМ,) Злсг Н л»и д 50321 1 0.0052 О 0123 000131 0,090! ОИНЮ о Ощ4г М»»Э 2П>»ч -0221 О »,а"300 М» а>ыщ ги « ° *!«в 0),л-гса 00204 а,юц ! аю (!.7) Тес.юре олеощь гэювых с с ей с лсл инящс з сну мин»н»вос . О эп » щу мс 3 юиж по экюсрнчмпюь лолуч иным юбтю»щ, при вь а тугим нисв кп па алюе к варин»сс фор у»1 нм»ример по фому»а маиса ив С хенн Л=Т '. 1+ЛМОТ΄— ьм лсп — щсв к снп» с П 8) Оузг г 'М» (1.9) 24 2 =2 (1»Щ глс ЛО и  — постоянны», определяемые апытмым путем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
