A4.1. Procesy cieplne.Ruch ciepła – pojęcia podstawowe.pdf

(443 KB) Pobierz
Inżynieria procesowa w gospodarce odpadami
Procesy cieplne. Ruch ciepła.
Inżynieria procesowa w gospodarce odpadami
Ruch ciepła jest zjawiskiem transportu energii i następuje wtedy, gdy w
przestrzeni istnieje różnica temperatur w poszczególnych jej punktach. Ruch
ciepła odbywa się od punktów o temperaturze wyższej do punktów o
temperaturze niższej.
Płaszczyzny łączące punkty materialne substancji o tej samej temperaturze
nazywają się izotermami lub powierzchniami izotermicznymi, tym samym ruch
ciepła odbywa się tylko w kierunku prostopadłym do izoterm lub powierzchni
izotermicznych.
Głównym celem, przy rozwiązywaniu zagadnień ruchu ciepła, jest obliczanie
powierzchni wymiany ciepła A [m
2
] i ilości ciepła (energii) Q [ J ] przenoszonego
w rozpatrywanym układzie.
Wykład: Procesy cieplne. Ruch ciepła – pojęcia podstawowe
Inżynieria procesowa w gospodarce odpadami
q
�½
Q
A
Najogólniej transport ciepła (ruch ciepła) podzielić można na proces:
- ustalony (stacjonarny)
- nieustalony (niestacjonarny)
Proces nieustalony ma miejsce wówczas, gdy rozkład temperatur (pole
temperatur) zależy od czasu, co można zapisać w postaci:
gdzie: x,y,z - współrzędne przestrzeni; τ - czas, s; t - temperatura, K.
Wykład: Procesy cieplne. Ruch ciepła – pojęcia podstawowe
t
�½
f (x, y, z,
)
Inżynieria procesowa w gospodarce odpadami
Ustalony ruch ciepła ma miejsce, gdy pole temperatur nie zależy od czasu, co
oznacza, że temperatura jest jedynie funkcją położenia, co można zapisać w
postaci:
t
�½
f (x, y, z)
gdzie: x,y,z - współrzędne przestrzeni; τ - czas, s.
Wynika z tego, że ustalony ruch ciepła jest szczególnym przypadkiem
nieustalonego ruchu ciepła.
Ruch ciepła można podzielić również ze względu na sposób przenoszenia ciepła
na trzy rodzaje:
- Przewodzenie (kondukcja)
- Konwekcja (unoszenie)
- Promieniowanie (radiacyjna wymiana ciepła)
Wykład: Procesy cieplne. Ruch ciepła – pojęcia podstawowe
Inżynieria procesowa w gospodarce odpadami
- Przewodzenie
polegające na bezpośrednim przekazywaniu energii ruchu (energii kinetycznej)
cząstkom ciała przez cząstki sąsiednie. Przewodzenie następuje w obrębie
wszystkich stanów skupienia materii, dotyczy zatem ciał stałych, cieczy i gazów.
Na proces przewodzenia mają wpływ wszystkie rodzaje energii kinetycznej ciał,
od drgań (ruchów oscylacyjnych) atomów w sieci kryształów po bezwładny ruch
cząsteczek gazów, z wyłączeniem jednak energii kinetycznej związanej z
przemieszczaniem się cząstek w przestrzeni.
- Konwekcja
występuje tylko w przypadku ruchu płynów (gazów i cieczy) i związana jest z
transportem energii wraz z przemieszczaniem się warstw płynu. Konwekcja
może wystąpić na skutek różnicy gęstości warstw płynu, wywołanych różnicą
temperatur i wtedy nosi nazwę konwekcji naturalnej. Ale ruch płynu może
wystąpić również na skutek oddziaływania zewnętrznego
i wtedy występuje
konwekcja wymuszona.
Wykład: Procesy cieplne. Ruch ciepła – pojęcia podstawowe
Zgłoś jeśli naruszono regulamin