Як визначити тепловий потік

Тепловий потік - це кількість теплової енергії, яка передається через ізотермічну поверхню за одиницю часу. Основною характеристикою цього поняття є щільність.

Спонсор розміщення PG Статті за темою "Як визначити тепловий потік" Як розрахувати рентабельність: формула Як знайти радіус підстави конуса Як розрахувати фондомісткість Як розрахувати коефіцієнт спеціалізації Як розрахувати коефіцієнт еластичності

Теплота є сумарною кінетичною енергією молекул тіла, перехід якої від одних молекул до інших або від одного тіла до іншого може здійснюватися за допомогою трьох типів передачі: теплопровідністю, конвекцією і тепловим випромінюванням.

При теплопровідності теплова енергія переходить від більш нагрітих частин тіла до більш холодним. Інтенсивність її передачі залежить від градієнта температур, а саме від ставлення різниці температур, а також площі поперечного перерізу і коефіцієнта теплопровідності. В такому випадку формула для визначення теплового потоку q виглядає так:
q = -kS (? T /? x), де:
k - коефіцієнт теплопровідності матеріалу;
S - площа поперечного перерізу.

Ця формула називається законом теплопровідності Фур'є, а знак мінус у формулі вказує напрямок вектора теплового потоку, який протилежний градієнту температури. Згідно з цим законом, зниження теплового потоку можна домогтися, зменшивши один з його складових. Наприклад, можна скористатися матеріалом з іншим коефіцієнтом теплопровідності, меншим поперечним перерізом або різницею температур.

Конвективний тепловий потік здійснюється в газоподібних і рідких речовинах. У цьому випадку говорять про передачу теплової енергії від нагрівача до середовища, яка залежить від сукупності факторів: розміру і форми, що нагріває елемента, швидкості руху молекул, щільності і в'язкості середовища та ін. В цьому випадку може бути застосована формула Ньютона:
q = hS (Tе - Tср), де:
h - коефіцієнт конвективного переносу, що відображає властивості нагрівається середовища;
S - площа поверхні нагрівального елементу;
Tе - температура нагрівального елементу;
Tср - температура навколишнього середовища.

Теплове випромінювання - метод передачі тепла, який є різновидом електромагнітного випромінювання. Величина теплового потоку при такій теплопередачі підкоряється закону Стефана-Больцмана:
q =? S (Ти ^ 4 - ТСР ^ 4), де:
. - постійна Стефана-Больцмана;
S - площа поверхні випромінювача;
Tи - температура випромінювача;
ТСР - температура навколишнього середовища, що поглинає випромінювання.