Питання для захисту лабораторної роботи

Питання для захисту лабораторної роботи №1

1. Що називається температурним полем?

Температурне поле – це сукупність значень температур у різних точках простору на даний момент часу. Якщо температура t змінюється в часі τ, то температурне поле називається нестаціонарним. Математичним записом тривимірного нестаціонарного температурного поля є 

[pic 1],                                          (1)

де [pic 2]координати.

Якщо температура в будь-якій точці тіла не залежить від часу, розглядають тривимірне стаціонарне температурне поле

[pic 3]                                            (2)

1. Градієнт температури. Векторна чи скалярна величина

Градієнт температури є вектором, напрям якого відповідає напряму підвищення температури. У загальному випадку в різних точках даної ізотерми значення [pic 4] за величиною і напрямом різні. Величина градієнта визначається границею відношення зміни температури [pic 5] до відстані між двома ізотермічними поверхнями вздовж нормалі [pic 6] і також називається температурним градієнтом:

   [pic 7]                                    (3)

Величина [pic 8] є мірою інтенсивності зміни температури в певній точці.

1. Що таке питомий тепловий потік?

Кількість теплоти, що проходить в одиницю часу через одиницю площі ізотермічної поверхні, називається питомим тепловим потоком

[pic 9]                                           (4)

Інакше кажучи, питомий тепловий потік характеризує інтенсивність теплообміну в даній точці простору.

У теорії теплообміну залежно від фізичної природи процесу теплообміну розрізняють три прості види або способи перенесення тепла: теплопровідність, конвективний теплообмін (конвекція) і променистий теплообмін.

1. Що таке теплопровідність?

Теплопровідність – процес перенесення тепла в тілах (або між тілами) при безпосередньому зіткненні елементарних часток речовин (у мікросередовищі) в процесі їх (частинок) температурного руху.

В основі розрахунку процесу теплопровідності лежить закон Фур’є. Цим законом встановлено, що тепловий потік виникає тільки при наявності температурного градієнта і виражає пряму пропорційність між градієнтом температури і густиною теплового потоку. В аналітичній формі закон Фур’є має такий вигляд

[pic 10]                                           (5)

де λ називається коефіцієнтом теплопровідності. Знак мінус показує, що вектор q напрямлений в бік, протилежний до вектора [pic 11].

Вектор для кількості тепла в диференціальній формі

   [pic 12]                     (6)

Очевидно , що тепловий потік Q можна визначити  при інтегруванні рівняння (6 ) враховуючи конкретні умови процесу теплопровідності.

1. Що називається конвективним теплообмінником?

Конвективним теплообміном називається процес передачі тепла в краплинних і пружних рідинах (газах), пов’язаний з переміщенням макроскопічних об’ємів цих рідин. На відміну від процесу теплопровідності при конвективному теплообміні на розподіл температури в робочій рідині значною мірою впливає розподіл швидкостей, який залежить від природи виникнення і характеру руху середовища.