Основы тепло и массообмена

Часть 2

на страницах сайта 

www.electrosad.ru
 
Терминология и единицы измерения

 

 

Теплопроводимость, теплопроводность -

если в одной области твердого тела кинетическая энергия частиц (молекул, атомов) больше, чем в другой , то через некоторое время (за счет их упругих столкновений) происходит выравнивание средних кинетических энергий молекул во всем объеме или другими словами, происходит выравнивание температур.

Главным условием наличия теплопроводности является наличие разности температур.

 

Закон теплопроводности Фурье

В установившемся режиме поток энергии (JE), передающейся посредством теплопроводности, пропорционален градиенту температуры (dT) на единице пути (dx) этого потока.
 

JE = - λ * dT/dx = P (дж/сек, Вт)

 

Знак минус указывает, что энергия переносится в направлении убывания температуры.

Коэффициент пропорциональности λ обуславливает взаимосвязь входящих в формулу элементов и служит для количественной оценки способности материала (вещества) проводить тепло. Он определяется как величина пропорциональная тепловому потоку через отрезок тепловой цепи единичной длины h и площади S с перепадом температур на нем ΔT

Его называют коэффициентом теплопроводности материала, он имеет размерность - Вт/(м·K).

 

λ = (P*h)/(S*ΔT)                 (Вт*м/м2*К) или Вт/(м·K)

 

Полная запись размерности теплопроводности (Вт*м)/(м2*К), что дает после деления числителя и знаменателя на м размерность Вт/(м·K).

Когда речь идет о стационарном потоке тепла распространяющимся от одной большой грани параллелепипеда к другой:

 

P = λ*S*dT/h

Здесь:

P — полная мощность тепловых потерь Вт (тепловой поток дж/сек),

S — площадь области теплообмена м2,

ΔT — перепад температур на контролируемом участке град.С или К,

h — толщина тепло проводящего слоя м,

λ — коэффициент теплопроводности Вт/(м·K).

 

В статьях и справочниках иногда используется термин «Удельная теплопроводность», по аналогии с электрическими цепями, где существует термин «Удельная электропроводность»

 

Представление
Удельных сопротивления Коэффициент теплопроводности
(удельная теплопроводность)
Для электрического тока Для теплового потока



 

Удельная электропроводность (σ) - физическая величина, равная электропроводности цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади поперечного сечения.

Коэффициент теплопроводности и является этой удельной теплопроводностью — теплопроводностью участка тепловой цепи единичной площади и единичной длины.

Иногда приводится «Удельная теплопроводность» материала, имеющая размерность Вт/м2.

Эта размерность теплопроводности может приводиться только для единичного отрезка теплопроводящей цепи. И для приведения к общепринятому коэффициенту теплопроводности необходимо приводить метрическую величину этого единичного отрезка.

Тогда пересчет «удельной теплопроводности» в коэффициент теплопроводности выполняется по формуле:

 

λ = (P*h)/(S*ΔT) = (P/(S*ΔT)) * h = «Уд.тепл» * h (Вт/(м·K)

где:

«Уд.тепл» - так называемая «Удельная теплопроводность»

h – тот самый единичный участок тепловой цепи на котором проводилось измерение «удельной теплопроводности» в м.

 

Если данные не имеют указания на толщину слоя, то эти данные просто не могут найти практического применения.
(Складывается впечатление, что некоторые авторы применяя данную размерность просто для сокрытия информации)

 

Плохо то что некоторые «специалисты» воспринимают такую «удельную теплопроводность» (Вт/м2) - как:

 

Цитата из http://www.overclockers.ru/hardnews/11772.shtml от Lexagon
Попросту говоря, удельная теплопроводность отображает количество теплоты, проходящее через единицу площади. Измеряется эта величина в Вт/(м2*°С), то есть в "ватт на метр квадратный на градус Цельсия". Величина, обратная произведению удельной теплопроводности на площадь контактной поверхности, как раз является тепловым сопротивлением, измеряемым в °С/Вт.
Здесь автор совсем забыл о толщине термоитерфейса, которая одновременно с площадью контактной поверхности, играет существенную роль в тепловом сопротивлении. В то время как определяется как величина пропорциональная тепловому потоку через отрезок тепловой цепи единичной длины h и площади S с перепадом температур на нем ΔT

 

Исходя из всего выше сказанного, чтобы исключить ошибки, я бы рекомендовал пользователей не использовать понятие «Удельная теплопроводность», а использовать общепринятую в физике и тепло- массообмене понятие «коэффициент теплопроводности».

Подготовил

А.Сорокин

26.10.2011

 

 

<<назад>> <<в начало>> <<на главную>>

Попасть прямо в разделы сайта можно здесь:

При полном или частичном использовании материалов ссылка на "www.electrosad.ru" обязательна.
Ваши замечания, предложения, вопросы можно отправить автору через 
гостевую книгу или почтой.

Copyright © Sorokin A.D.

2002 - 2013