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