Совет 1: Как определить тепловой поток

Тепловой поток — это количество тепловой энергии, которое передается через изотермическую поверхность за единицу времени. Основной характеристикой этого понятия является плотность.
Инструкция
1
Теплота является суммарной кинетической энергией молекул тела, переход которой от одних молекул к другим или от одного тела к другому может осуществляться посредством трех типов передачи: теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением.
2
При теплопроводности тепловая энергия переходит от более нагретых частей тела к более холодным. Интенсивность ее передачи зависит от градиента температур, а именно от отношения разности температур, а также площади поперечного сечения и коэффициента теплопроводности. В таком случае формула для определения теплового потока q выглядит так:q = -kS(∆T/∆x), где:k - коэффициент теплопроводности материала;S – площадь поперечного сечения.
3
Эта формула называется законом теплопроводности Фурье, а знак минус в формуле указывает направление вектора теплового потока, который противоположен градиенту температуры. Согласно этому закону, понижению теплового потока можно добиться, уменьшив один из его составляющих. Например, можно воспользоваться материалом с другим коэффициентом теплопроводности, меньшим поперечным сечением или разностью температур.
4
Конвективный тепловой поток осуществляется в газообразных и жидких веществах. В этом случае говорят о передаче тепловой энергии от нагревателя к среде, которая зависит от совокупности факторов: размера и формы нагревающего элемента, скорости движения молекул, плотности и вязкости среды и пр. В этом случае применима формула Ньютона:q = hS(Tэ - Tср), где:h – коэффициент конвективного переноса, отражающий свойства нагреваемой среды;S – площадь поверхности нагревательного элемента;Tэ – температура нагревательного элемента;Tср – температура окружающей среды.
5
Тепловое излучение – метод передачи тепла, который являются разновидностью электромагнитного излучения. Величина теплового потока при такой теплопередаче подчиняется закону Стефана-Больцмана:q = σS(Ти^4 – Тср^4), где:σ – постоянная Стефана-Больцмана;S – площадь поверхности излучателя;Tи – температура излучателя;Тср – температура окружающей среды, поглощающей излучение.

Совет 2: Как определить площадь поперечного сечения

Если поперечное сечение объекта имеет сложную форму, для вычисления его площади следует разбить его на участки простых форм. После этого появится возможность рассчитать площади этих участков по соответствующим формулам, а затем их сложить.
Инструкция
1
Разделите поперечное сечение объекта на области, имеющие формы треугольников, прямоугольников, квадратов, секторов, кругов, полукругов и четвертей кругов. Если в результате разделения будут получаться ромбы, разделите каждый из них на два треугольника, а если параллелограммы - на два треугольника и один прямоугольник. Измерьте размеры каждой из этих областей: стороны, радиусы. Все измерения осуществляйте в одинаковых единицах.
2
Прямоугольный треугольник можно представить в виде половины прямоугольника, разделенного надвое по диагонали. Для расчета площади такого треугольника умножьте друг на друга длины тех сторон, которые примыкают к прямому углу (они называются катетами), затем результат умножения поделите на два. Если же треугольник прямоугольным не является, для расчета его площади вначале проведите в нем из любого угла высоту. Он окажется разделенным на два разных треугольника, каждый из которых будет прямоугольным. Измерьте длины катетов каждого из них, а затем по результатам измерений вычислите их площади.
3
Чтобы вычислить площадь прямоугольника, умножьте друг на друга длины двух его примыкающих друг к другу сторон. У квадрата они равны, поэтому можно длину одной стороны умножить саму на себя, то есть, возвести ее в квадрат.
4
Для определения площади круга поделите возведите его радиус в квадрат, а затем умножьте результат на число π. В случае, если фигура является не кругом, а полукругом, разделите площадь на два, а если четвертью круга - на четыре. У сектора измерьте угол между центром воображаемого центра и концами дуги, переведите его из градусов в радианы, умножьте на квадрат радиуса, а затем поделите на два.
5
Сложите все полученные площади между собой, и получится площадь, выраженная в единицах того же порядка, что и исходные данные. Например, если длины сторон и радиусы измерялись вами в миллиметрах, площадь получится в квадратных миллиметрах.
6
Значительно облегчить измерение площади сложной фигуры поможет прибор, называемый планиметром. Установите его шкалу на нуль, после чего проведите щупом по контуру фигуры. Прочитайте показания шкалы. Точность такого измерения получится сравнительно небольшой.
Видео по теме
Источники:
  • расчет тепловых потоков
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500
к
Honor 6X Premium
новая премиальная версия
узнать больше