(лапша ушная, недорого) (stanislav_v_l) wrote in engineering_ru,
(лапша ушная, недорого)
stanislav_v_l
engineering_ru

Categories:

"Скорость теплопередачи" ?

Господа, просветите дурака: оперирует ли наука таким понятием как "скорость теплопередачи" ? Нагуглить чего-то не особо удается ...

Пусть, имеется доска толщиной S, находящаяся в тепловом равновесии со средой.
С одной стороны доски скачком повысили температуру на N градусов.
Через какое время рост температуры будет зафиксирован на другой стороне ?

Существует ли вообще методика решения подобных задач ?

UPD: Господа, если кто-нибудь еще захочет мне объяснить что такое "теплопроводность" - я это знаю, я в школе учился :) Вопрос именно про скорость перемещения "фронта температурной волны" (пардон за дурацкий термин)
Tags: вопрос залу, теплоизоляция
Subscribe
promo engineering_ru november 4, 2015 17:34 16
Buy for 50 tokens
Волею судьбы у меня есть, к кому заехать в городке Ротвайль, что в Баден-Вюртемберге. Городок маленький, небольшой технопарк с офисами фирм, нам было в одну из них, а буквально в ста метрах - НЕЧТО. Вид от въезда на стройплощадку Вид с автобана Концерн ТиссенКрупп построил башню для…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 82 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Гуглите "теплопроводность"

Deleted comment

Это не теплопроводность.

Скорость теплопередачи никому не нужна, т.к. она равна скорости фононов
https://ru.wikipedia.org/wiki/Фонон#Тепловые_фононы
Теплопроводность: Дж/(с·м·K). Тут и время, и температура, и толщина, и энергия. Вроде искомое, нет?

vlkamov

7 months ago

stanislav_v_l

7 months ago

vlkamov

7 months ago

stanislav_v_l

7 months ago

vlkamov

7 months ago

stanislav_v_l

7 months ago

vlkamov

7 months ago

boud

7 months ago

suvorow_

7 months ago

aso

7 months ago

boud

7 months ago

aso

7 months ago

vlkamov

7 months ago

aso

7 months ago

suvorow_

7 months ago

isoparm

7 months ago

garten_besitzer

7 months ago

vlkamov

7 months ago

stanislav_v_l

7 months ago

vlkamov

7 months ago

garten_besitzer

7 months ago

vlkamov

7 months ago

Есть параметр сопротивления теплопередаче.
Читаем Вики.Теплопрово́дность — способность материальных тел проводить энергию (теплоту) от более нагретых частей тела к менее нагретым частям тела путём хаотического движения частиц тела (атомов, молекул, электронов и т. п.). Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества.

Теплопроводностью называется также количественная характеристика способности тела проводить тепло. В сравнении тепловых цепей с электрическими это аналог проводимости.

Количественно способность вещества проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности. Эта характеристика равна количеству теплоты, проходящему через однородный образец материала единичной длины и единичной площади за единицу времени при единичной разнице температур (1 К). В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения коэффициента теплопроводности является Вт/(м·K). Ну и т.д.
Проще всего, (довольно грубо) сделать симуляцию в программе стимуляций электрических цепей :
Сборка из 2-х резисторов и конденсатора
Напряжение источника - перепад температуры между нагретой стороной и атмосферой
Сопротивление первого резистора - тепловое сопротивление доски
Емкость конденсатора - теплоемкость доски
Сопротивление второго резистора - сопротивление перехода доска-атмосфера. Это сопротивление зависит от многих параметров (влажности воздуха, температуры нагретой части, температуры воздуха, скорости ветра...) в стоячем сухом воздухе с температурой 15..50 градусов и температурой нагретой части 25..100 градусов это сопротивление примерно 8 Вт на градус перепада на метр квадратный.
Посчитать в программе преходной процесс напряжения на конденсаторе. На полученном графике выбрать точку когда вы считаете что нагрев стал заметным.

Если в качестве датчика использовать руку - надо подставлять тепловое сопротивление руки которое значительно ниже сопротивления стоячего воздуха, какое оно - меряй ))

Скорость теплопередачи условно = скорости света но благодаря высокому тепловому сопротивлению и высокой теплоемкости заметный прогрев проявится не сразу.
Спасибо, идея почти правильная, но только сопротивление и емкость распределенные - т.е. модель выглядит как 1000 последовательных RC-цепочек, грубо говоря :)
На самом деле, надо внутри программы сделать цикл по числу этих цепочек, и когда увеличение их числа вдвое изменит конечный результат менее чем на 1%, достигнутую точность считать удовлетворительной :)

nusut

7 months ago

aso

7 months ago

avotara

7 months ago

aso

7 months ago

скорость увеличения температуры на другой стороне доски пропорциональна дифференциалу температуры на этой стороне.
нет никакой "скорости тепловой волны". у вас неверное понимание термодинамики. хорошей аналогией может служить не волна на поверхности воды, а капля краски в стакане воды и диффузия.
скорость увеличения температуры на другой стороне доски пропорциональна дифференциалу температуры на этой стороне.
Сразу видно теоретика :)))
Пусть толщина доски = 5см.
Поднять температуру на одной ее стороне я могу за пару секунд (струей кипятка) или за 10 минут (мягким потоком воздуха из фена для волос)
До другой стороны прогрев все равно будет "доходить" где-то порядка пары часов ...

thomas_willow

7 months ago

jambojet

7 months ago

boud

7 months ago

22sobaki

October 16 2019, 09:18:49 UTC 7 months ago Edited:  October 16 2019, 09:19:29 UTC

Нестационарная теплопроводность называется.

Попутно байка.
Некая контора проектировала систему охлаждения для булок на хлебозаводе. У булок по техзаданию на выходе из охлаждающего тоннеля в серединке должна была быть определенная температура. Проектировщики, видимо, взяли массу булок, помножили на теплоемкость и на разность температур начальной и конечной (по ТЗ). Получили некую требуемую холодильную мощность. Время в расчете никак не участвовало. Систему построили, на выходе требуемую температуру ни фига, разумеется, не получили.
Пошли в институт, на кафедру тепломассообмена. Те посчитали процесс охлаждения батонов с учетом фактора времени - получилось, что требуется холодильная мощность в разы больше.
Можно и не увеличивая мощность через организацию ПРАВИЛЬНОГО теплообмена.

22sobaki

7 months ago

mopexod

7 months ago

22sobaki

7 months ago

solar_front

7 months ago

22sobaki

7 months ago

solar_front

7 months ago

22sobaki

7 months ago

solar_front

7 months ago

boud

7 months ago

22sobaki

7 months ago

boud

7 months ago

femelianov

7 months ago

22sobaki

7 months ago

Скорость теплопередачи, по идее, близка к скорости звука в веществе?
Рост температуры будет зафиксирован практически мгновенно (в смысле: длинна/скорость звука).
Но если у вас ненулевая чуствительность термометра на другой стороне, то надо считать с помощью теплопроводности, за сколько там температура повысится на величину чуствительности.
Вы не теплопроводность хотите, а "как меняется температура в точках тела через которое возник температурный градиент". Вас интересует нестационарный температурный градиент. Это обычный дифур надо решать. Насколько решение будет соответствовать физической реальности будет большой вопрос.
У "температурной волны" нет фронта, там всё размыто. Есть фронт у фазового перехода, скажем фронт плавления при нагреве или фронт кристаллизации при остывании.
Условный "фронт" :) Назовем "фронтом" перепад температуры в 1 градус :)

nusut

7 months ago

Дожили...
не то слово. открыл комменты чтобы поржать, а оказалось не смешно.

solar_front

7 months ago

boud

7 months ago

satansclaws

7 months ago

stanislav_v_l

7 months ago

Эти задачи решает специальная дисциплина -- строительная теплофизика, подраздел -- нестационарная теплопередача. Есть специальный безразмерный критерий Фурье Fo, который как раз и оперирует скоростями изменения температуры внутри тела в зависимости от времени изменения внешних условий.

Наиболее полно описано в классических монографиях:
Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей здания, глава V Теплопередача при нестационарном тепловом потоке (совсем-совсем классика, написано очень просто и доступно).

Богословский В.Н. Строительная теплофизика, глава IV Нестационарная передача через ограждение, параграф IV.2 Односторонний нагрев или охлаждение стенки (тоже классика, но требует некоторой подготовки)
Если не ошибаюсь, то это поток. Количество энергии (тепла) через единицу поверхности в единицу времени.
Уравнение теплопроводности
Вполне возможно в задачниках по уравнениям математической физике написано готовое решение для прямоугольника (доска).

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →