«Коэффициенты теплопроводности, теплообмена и теплопередачи»
Все тепло, которое рассеивается нагревающимися элементами РЭА, передается внутренней части стенок его корпуса, проходит через них и отдается окружающему пространству. Чтобы определить количество тепла передаваемого за единицу времени между двумя средами, N, газами, разделенными разными температурами, моделируется простейшие схемы теплопроводности через плоскую стенку при стационарном режиме.
λ
Tст2
Tст1
в
Q
В этом случае обе поверхности стенки, толщиной в, имеют различные, на const во времени температуры tст1 и tст2 . Количество тепла, которое при данном перепаде температур передается за единицу времени через участок стенки площадью S, можно определить по закону Фурье с помощью выражения:
(1)
λ – коэффициент теплопроводности, характеризующий свойства материала стенки.
Из формулы (1)следует, что:
Количество тепла, проходящее через единицу площади за единицу времени над тепловым потоком, который может быть определен:
(2)
Если теплопроводность не зависит от температуры, то она внутри стенки убывает по минимальному закону.
Согласно (2) процесс теплопроводности определяется разностью температур и теплопроводностью вещества, которая всегда выражается через коэффициент теплопроводности. Тепловой поток через неметаллы состоит тысячные доли теплового потока через металлы при равных температурах и одинаковых размерах. Самой низкой теплопроводностью обладают газы. Этим объясняется малая теплопроводность всех теплоизоляционных материалов, т.к., большая их часть объема состоит из воздуха. Если уравнение Фурье представить в следующей форме:
(3)
то его можно сравнить с выражением закона Ома доля электрического тока. Сравнение показывает, что количество тепла в единице времени Q соответствует величине тока I, распространение тепла обуславливается температурным градиентам, который соответствует разности потоков Ū, а отношение (b/π3S) над термическим сопротивлением Rc . Значение Rc соответствует сопротивлению R в значение Ома.
Величина обратная коэффициенту теплопроводности над уд. термич. сопротивлением и соответствует уд. сопротивлению в электротехнике.
(4)
Данное сопротивление не для моделирования процессов, происходящих в телах при прохождении в них теплового потока с применением аналогии с электрическими цепями. Это особенно упрощает анализ сложных составных конструкций и возможно проведение только начального анализа, но и получение количественных соотношений.