Законы теплопроводности

Передача тепла осуществляется тремя способами:

1) теплопрводностью;

2) конвекцией;

3) радиацией (испускание лучей).

1) Процесс теплопроводности определяется по закону Фурье:

q= - удельный тепловой поток пропорционален градиенту температур с обратным знаком.

Тепловой поток dФ=q·dF,

Количество тепла dQ=q·dF ·dt=

2) Конвективный теплообмен возникает вследствие различной плотности нагретых и ненагретых масс жидкости или газа (естественная конвекция) или вследствие принудительной подачи жидкости или газа на поверхность твердого тела (вынужденная конвекция).

Правило Ньютона:

q_s= - удельный тепловой поток с единицы поверхности Вт/см²;

T_s- температура поверхности твердого тела;

- коэффициент конвективного теплообмена.

зависит от: а) теплофизических свойств охлаждающей жидкости или газа; б) вектора скорости потока охлаждающей жидкости или газа; в) физических свойств поверхности твердого тела; г) формы и положения в пространстве поверхности твердого тела; д) разности температур .

3) Теплообмен за счет радиации (излучения).

Тепловое излучение нагретого тела есть электромагнитное излучение и определяется законом Стефана-Больцмана.

q_r= - удельный тепловой поток, Вт/см², где

степень черноты тела (0…1), для сварки =(0,6-0,9);

с₀=5,76 константа.

В реальных условиях нагретое тело (свариваемое изделие) окружено другими телами (сварочное приспособление, манипулятор и др.) и между ними происходит лучистый теплообмен, тогда

q_r= ,где Т₁- температура окружающих тел.