Интенсивность переноса теплоты характеризуется плотностью теплового потока.Плотность теплового потока - это количество теплоты, передаваемое в единицу времени через единичную плотность поверхности, q [Вт/м2].
Мощность теплового потока или просто тепловой поток - это количество теплоты, передаваемое в единицу времени через произвольную поверхность F , [Вт].
q=Q/F, Вт/м2
поверхность теплообмена F - это поверхность, через которую происходит передача тепла. Например, при остывании теплоносителя в трубе диаметром d и длиной l, тепло передается от горячего теплоносителя к окружающей среде через цилиндрическую поверхность трубы. В этом случае .
Перенос теплоты зависит от распределения температуры по объему тела или пространства. Температурным полем называется совокупность мгновенных значений температуры во всех точках тела или системы тел в данный момент времени. Математическое описание температурного поля имеет вид:
t=f(x,y,z,t),
t=f(x,y,z,t),
где t - температура;
x,y,z - пространственные координаты;
- время.
Температурное поле, описываемое приведенным уравнением, называетсянестационарным. В этом случае температуры зависят от времени.
ом случае, когда распределение температуры в теле не изменяется со временем, температурное поле называется стационарным
t=f(x,y,z,),
если температура изменяется только по одной или двум пространственным координатам, то температурное поле называется соответственно одно- и двухмерным:
t=f(x,t),
мпературные поля (1.2) и (1.3) называются трехмерными.
Поверхность, во всех точках которой температура одинакова, называется изотермической. Изотермические поверхности могут быть замкнутыми, но не могут пересекаться. Быстрее всего температура изменяется при движении в направлении, перпендикулярном изотермической поверхности. Скорость изменения температуры по нормали к изотермической поверхности характеризуется градиентом температуры.
|
|
|
|
|
|
|
Градиент температуры (grad t) - есть вектор, направленный по нормали к изотермической поверхности и численно равный производной пот температуры по этому направлению:
|
,
где -единичный вектор, направленный в сторону возрастания температур нормально к изотермической поверхности.