Virtual Laboratory Wiki
Im>KleverI
м
 
 
(не показано 5 промежуточных версий 3 участников)
Строка 9: Строка 9:
 
[[Тепловой поток]] (выражается в [[Ватт (единица измерения)|Вт]]/[[Метр|м]]²) на границе тел пропорционален их разности температур (так называемый ''температурный напор''):
 
[[Тепловой поток]] (выражается в [[Ватт (единица измерения)|Вт]]/[[Метр|м]]²) на границе тел пропорционален их разности температур (так называемый ''температурный напор''):
 
: <math>q=\alpha\Delta T.</math>
 
: <math>q=\alpha\Delta T.</math>
  +
{{/рамка}}
+
{{Шаблон:/рамка}}
   
 
== Коэффициент теплоотдачи ==
 
== Коэффициент теплоотдачи ==
Строка 28: Строка 29:
 
Количество теплоты, отданное через площадку на границе раздела тел площадью <math>S</math> за время <math>t</math>, пропорционально разности температур этих тел (если считать, что она остаётся за это время постоянной):
 
Количество теплоты, отданное через площадку на границе раздела тел площадью <math>S</math> за время <math>t</math>, пропорционально разности температур этих тел (если считать, что она остаётся за это время постоянной):
 
: <math>Q=\alpha tS\Delta T.</math>
 
: <math>Q=\alpha tS\Delta T.</math>
{{/рамка}}
+
{{Шаблон:/рамка}}
   
 
Закон Ньютона служит одним из видов [[Граничные условия|граничных условий]] (синоним — «условия третьего рода»), которые ставятся в задачах теплопроводности. В этом случае он записывается так (учтён также [[закон Фурье]]):
 
Закон Ньютона служит одним из видов [[Граничные условия|граничных условий]] (синоним — «условия третьего рода»), которые ставятся в задачах теплопроводности. В этом случае он записывается так (учтён также [[закон Фурье]]):
Строка 47: Строка 48:
   
 
[[Категория:Термодинамика]]
 
[[Категория:Термодинамика]]
[[Категория:Теплота]]
 
[[Категория:Теплофизика]]
 
 
[[en:Heat_transfer#Newton.27s_law_of_cooling]]
 

Текущая версия на 18:25, 21 января 2012

Закон Нью́тона — Ри́хмана — эмпирическая закономерность, выражающая тепловой поток между разными телами через температурный напор.

Теплоотдача — это теплообмен между теплоносителем и твёрдым телом.

Теплопередача — это теплообмен между двумя теплоносителями, разделённых твердым телом.

Закон утверждает, что

Тепловой поток (выражается в Вт/м²) на границе тел пропорционален их разности температур (так называемый температурный напор):

Коэффициент теплоотдачи

Коффициент пропорциональности  — коэффициент теплоотдачи (англ.), измеряется в Вт/(м²·К). В реальности он не всегда постоянен и может даже зависеть от разности температур, делая закон приблизительным. Если рассматривать тепловой поток как вектор, то он направлен перпендикулярно площадке поверхности, через которую протекает.

 — количество теплоты, отдаваемое с 1 м² поверхности за единицу времени при единичном температурном напоре. Он зависит:

  • от вида теплоносителя и его температуры;
  • от температуры напора, вида конвекции и режима течения;
  • от состояния поверхности и направления обтекания;
  • от геометрии тела.

Поэтому  — функция процесса теплоотдачи; величина расчётная, а не табличная; определяется экспериментально.

Эквивалентная запись:

Из вышеприведённой дифференциальной формулировки можно вывести интегральную:

Количество теплоты, отданное через площадку на границе раздела тел площадью за время , пропорционально разности температур этих тел (если считать, что она остаётся за это время постоянной):

Закон Ньютона служит одним из видов граничных условий (синоним — «условия третьего рода»), которые ставятся в задачах теплопроводности. В этом случае он записывается так (учтён также закон Фурье):

Заметим, что данный закон описывает ситуацию только на границе тела, внутри же температура определяется температуропроводностью тела. Тепловой поток внутри тела определяется по закону Фурье, что позволяет найти распределение, решив уравнение теплопроводности.

Если внутренняя теплопроводность намного больше, чем коэффициент теплоотдачи (иначе: маленькое число Био), то внутри устанавливается почти однородная температура (если на всей поверхности также она одинакова) и тогда можно записать уравнение охлаждения тела в виде:

Здесь коэффициент , где  — теплоёмкость тела.

Из этого уравнения несложно получить, что температура тела в такой ситуации будет приближаться по экспоненте к температуре окружающей среды :

См. также