IMG!50

ciepła, które będą rozpatrzone poniżej, oparty jest na innych podstawach tcoretjcz-nych. Zasadniczo można wyróżnić trzy sposoby wymiany ciepła, opinie nu rożnych, niżej opisanych, mechanizmach fizycznych.

*

v

f

1) Przewodzenie ciepła jest to przepływ energii między bezpośrednio stykającym, się częściami jednego ciała lub różnych ciał. polcgujący na pr/c ożywaniu cnergu kinetycznej makroskopowego mchu cząsteczek (a w ciałach stałych rown.cz na przepływie swobodnych elektronów). Teoria zagadnień dotyczących p.zcwodzc-nia ciepła stanowi zasadniczo gałąź matematyki stosowanej i >1 ¹¹ rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych o roznoro n    “^c

brzegowych i początkowych Wyłącznic przez pi ze wodzenie o * c.epła w ciałach stałych n.eprzcn.kl.wych dla promieniowaniu    °^m

w płynach optycznie biernych, gdy mc występują przemieszczę    .***

bie makroskopowych części płynu. Zazwyczaj, przewodzenie w p^n-eh^połączone jest z konwekcją (co stanowi już przypadek złożonej wymian

S' dU- »₇    ;

Złożoność zjawisk większość zależności opisujących konwekcję oparta jes ru

półetnpirycznych metodach teorii podobieństwa i anulizy w>t 1

3) Pron.leniow.nie cieplne (rad.acja) poiega na wysyianm ptzez eta la

rzc wyższej od zera bezwzględnego fal elektromagnetycznych. Op.. ychzjąwuk oparty jest zasadniczo na prawach fizyki teoretycznej dotyczących promtentow,. n.a Od przewodzeń i Jnwekcj, ten rodzaj przepływu

tym. że Liacyjny transport energn nie wymaga matem w postać, substancjalne, (promieniowanie rozchodzi się w próżni).

W rzeczywistości, przypadki czystego przewodzeń,a (pozę ciałami przezroczystymi), czystej konwekcji i czystego promieniowum. z arzają >ę wo rzadko Przewaznte wszyslk.e te rodzaje przepływu c.epla występują wspo n «, z tym jednak, ze zależnie od warunków, różne mogą być tch udztały w calkow.tej tlosc, przenoszonej energii.    . _ .    • _Ł.;u_rll naA.

Dalsze rozważania zagadn.cń wymiany etepła wymaga zdefm.owamak.lto'Posuwowych pojęć, niezbędnych zarówno w obliczeniach, jak i wszelkiego typ

zach.

Pole temperatury

Temperatura, omówiona w rozdziale 2.5, traktowana była jako parametr stanu nu teru oraz miara jej energii wewnętrznej Milcząco przyjęto jednak, ze jej wartość J jednorodna w całej, wyodrębnionej objętości danego układu termodynamicznego lu/w.iżah związanych /. wymianą ciepła konieczne jest poszerzenie tego pojęcia.

W sianie lokalnej równowagi termodynamicznej każdemu punktowi ciała (ciała _ł(3|_Cgo lub płynu ogólnie substancji) można przyporządkować pojecie i wartość temperatury-

rolem temperatury nazywamy zbiór wartości temperatury we wszystkich punktach rozpatrywanego ciała w tej samej chwili.

Zbiór punktów przestrzeni o jednakowych wartościach temperatury tworzy powierzchnię Izotermiczną. Zbiór punktów powierzchni o jednakowych wartościach _tenipcratury tworzy linię lzotermlc7.ną (izotermę). Ponieważ w jednym punkcie mc ,_nogą występować różne wartości temperatury, powierzchnie (Unie) izotermiczne nic przecinają _s|^ lec?, tworzą powierzchnie (Unie) zamknięte albo kończące się na powierzchni ciała.

Wymiana ciepła jest nieustalona, gdy pole temperatury zmienia siq w czasie, czyi* opisuje je ogólne równanie:

t -/(*.>•.*. *)•

Wymiana ciepła jest ustalona, gdy pole temperatury nic zmienia się w czasie i jest tylko funkcją współrzędnych przestrzennych, czyli opisuje je ogólne równanie:

t = f(x, y, z), a więc pochodna po czasie: ^--=0.

W dalszych rozważaniach zajmować się będziemy wyłącznic ustaloną wymianą ciepła.

Strumień ciepła

Strumień ciepła jest w wymianie ciepła pojęciem równie ważnym jak pole temperatury. Generalna większość zagadnień wymiany ciepła polega albo na obliczeniach strumieni ciepła przepływającego pomiędzy wydzielonymi układami termodynamicznymi, albo też - przy znanych strumieniach ciepła - na wyznaczeniu pól temperatur w tych układach Strumieniem ciepła nazywamy stosunek elementarnej ilości prze pływającego ciepłu do czasu jego przepływu:

ó = ^Ł    (.loi)

^L dx

a w warunkach ustalonej wymiany ciepła