Přestup tepla

(Přesměrováno z Součinitel prostupu tepla, přímý odkaz na Přestup tepla)

Na rozhraní dvou látek o různých teplotách dochází k jevu, který se nazývá přestup tepla. Jedná se o zvláštní případ vedení tepla.

[editovat] Součinitel přestupu tepla

Za ustáleného stavu lze pozorovat rozdělení teplot podobné jako na obrázku, kde $δ$ je šířka stěny, $t 1$ je teplota látky před stěnou a $t 2$ je teplota látky za stěnou, přičemž $t 1 > t 2$ . Na rozhraní kapaliny a pevné látky se vytváří tzv. mezní vrstva, v níž dochází k prudké změně teploty, tzv. teplotní skok.

Množství tepla, které projde za čas $τ$ plochou $S$ z látky o teplotě $t 1$ do stěny o teplotě $t_1^\prime$ je možné vyjádřit tzv. Newtonovým vztahem

$Q = \alpha S\tau (t_1-t_1^\prime)$ ,

kde konstanta úměrnosti $α$ se nazývá koeficient (součinitel) přestupu tepla.

Pro hustotu tepelného toku platí

$q = \frac{Q}{S\tau} = \alpha(t_1-t_1^\prime)$

Hustota tepelného toku $q$ je tedy úměrná teplotnímu rozdílu, tak jako v případě vedení tepla.

Koeficient (součinitel) přestupu tepla $α$ hraje při posuzování přestupu tepla rozhraním velkou úlohu.

Tento koeficient je závislý na řadě veličin, které jsou charakteristické pro danou látku a daný stav proudění. Nejde tedy o materiálovou konstantu (jako např. tepelná vodivost)

Např. se ukazuje, že na součinitel přestupu tepla $α$ má při ustáleném turbulentním proudění kapaliny dlouhou hladkou trubkou vliv průměr trubky $d$ , rychlost proudění tekutiny $v$ , tepelná vodivost tekutiny $λ$ , měrná tepelná kapacita $c$ , viskozita $η$ a hustota kapaliny $ρ$ , tzn. $α = f (λ, d, v, c,η,ρ)$ .

Hodnota součinitele je obvykle určována experimentálně.

[editovat] Prostup tepla

Průchod tepla stěnou.

Prochází-li tepelný tok určitou překážkou, hovoří se o prostupu tepla. Prostup tepla lze považovat ze posloupnost přestupů.

Při ustáleném proudění rovinnou stěnou musí platit

$q = \alpha_1(t_1-t_1^\prime) = \frac{\lambda}{\delta}(t_1^\prime-t_2^\prime) = \alpha_2(t_2^\prime-t_2)$ ,

kde $λ$ je tepelná vodivost.

Tyto rovnice lze upravit do tvaru

$t_1-t_1^\prime = \frac{q}{\alpha_1}$

$t_1^\prime - t_2^\prime = \frac{q\delta}{\lambda}$

$t_2^\prime - t_2 = \frac{q}{\alpha_2}$

Sečtením těchto rovnic dostaneme

$t_1-t_2 = q\left(\frac{1}{\alpha_1}+\frac{\delta}{\lambda}+\frac{1}{\alpha_2}\right) = \frac{q}{k}$ ,

kde $k = \frac{1}{\alpha_1}+\frac{\delta}{\lambda}+\frac{1}{\alpha_2}$ představuje koeficient (součinitel) prostupu (průchodu) tepla.

[editovat] Související články

Tento fyzikální článek je příliš stručný nebo neobsahuje důležité informace.
Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte.

Kategorie: Termika

Tento článek je převzat z české wikipedie - otevřené encyklopedie, originální článek naleznete na adrese: „http://cs.wikipedia.org/wiki/P%C5%99estup_tepla#Prostup_tepla“
Stránka byla naposledy upravena v Stránka byla naposledy editována 26. 6. 2008 v 19:09.
Veškerý text je dostupný za podmínek GNU Free Documentation License (Autorské právo pro podrobnosti).