Transferul de caldura prin conductie

Transferul de caldura prin conductie

Conductia reprezinta modul de transmitere a caldurii specific corpurilor in stare solida .

a). Cantitatea totala de caldura transmisa:

b). Fluxul de caldura = cantitatea de caldura transmisa in unitatea de timp :

c). Densitatea fluxului de caldura : q =cantitatea de caldura transmisa in unitatea de timp pe unitatea de suprafata :

d).Camp de temperatura -totalitatea volumelor instantanee ale temperaturii dintr-un spatiu dat : T=f(x,y,z,T).

Legea lui Furier :coeficientul de conductibilitate termica

-Cantitatea de caldura transmisa prin conductie este proportionala cu gradientul de temperature cu semn schimbat , cu suprafata de schimb de caldura si timpul in care se desfasoara procesul:

-fluxul de caldura :

-densitatea fluxului de caldura :

- coeficientul reprezinta cantitatea de caldura transmisa prin conductie in unitatea de timp la diferenta de temperatura de 1 si la distanta de 1 m intre cele doua suprafete izoterme .

Ecuatia diferentiala a conductiei : in regim stationar si nestationar .

Din corpul prin care se transmite caldura prin conductie

se reprezinta un paralelipiped cu laturile paralele cu

sistemul de axe .Corpul este considerat

omogen si izotrop .

Energia paralelipipedului variaza cu o cantitate totala :

Aplicand legea lui Furier sub forma diferentiala :

Asemanator se obtine caldura elementara schimbata pe celelalte directii ale paralelipipedului :

Variatia energiei paralelipipedului prin schimbul de caldura cu exteriorul in timpul conduce la variatia temperaturii acestuia cu ecuatia calorimetrica

Cazuri particulare de transmitere a caldurii prin conductie in regim stationar:

1.Conductia printr-un perete plan format dintr-un singur strat.

Se considera un perete plan format dintr-un singur strat ,

omogen si izotrop care are parametrii care nu

variaza cu temperatura .Peretele are grosimea iar cele

doua fete ale peretelui au temperaturile

Regimul termic este stationar ,iar fluxul de caldura se transmite prin perete aplicand legea Fourier :

.

2.Conductia printr-un perete plan format din mai multe straturi .

Consideram un perete format din trei straturi :

Fluxul de caldura se transmite unidirectional:

3.Conductia printr-un perete cilindric format dintr-un singur strat.

Pentru determinarea fluxului de caldura se pleaca de la legea Fourier:

4.Conductia printr-un perete cilindric format din mai multe straturi

5.Conductia printr-un perete sferic format dintr-un singur strat

6.Conductia printrun perete format din mai multe straturi