Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο<br />
2.6 Μακροσκοπικές και µικροσκοπικές θεωρίες µετάδοσης<br />
θερµότητας<br />
Όπως αναφέρεται και στο 1 ο κεφάλαιο της διατριβής οι µακροσκοπικές εξισώσεις µετάδοσης<br />
θερµότητας και ρευστοδυναµικής που παράγονται µε την υπόθεση της συνέχειας τίθενται υπό<br />
αµφισβήτηση στις µικρές χωρικές και χρονικές κλίµακες που πραγµατοποιείται το φαινόµενο<br />
της φωτοαποδόµησης, λόγω της επίδρασης υπερβραχέων παλµών Laser σε ένα υλικό. Στην<br />
ακόλουθη παράγραφο παρατίθενται οι µακροσκοπικές θεωρίες µετάδοσης θερµότητας και στην<br />
συνέχεια αναλύονται οι αντίστοιχες µικροσκοπικές θεωρίες, οι οποίες και κυριαρχούν στον<br />
µικρόκοσµο.<br />
2.6.1 Μακροσκοπικές θεωρίες<br />
Υπάρχουν τρεις βασικοί τρόποι µετάδοσης θερµότητας µακροσκοπικά: α) µετάδοση δι’ αγωγής,<br />
εξ επαφής και δι’ ακτινοβολίας. Παρακάτω γίνεται µια περιγραφή των κλασικών νόµων που<br />
περιγράφουν τους τρόπους αυτούς.<br />
• Μετάδοση δι’ αγωγής<br />
Με τον όρο µετάδοση θερµότητας δι’ αγωγής εννοούµε τη διαδικασία µεταφοράς ενέργειας<br />
διαµέσω ύλης, η οποία προκαλείται από µια διαφορά θερµοκρασίας. Απαραίτητη είναι η<br />
ύπαρξη ενός µέσου για µετάδοση δια αγωγής, και η θερµότητα είναι το είδος της ενέργειας που<br />
µεταφέρεται διαµέσω της κίνησης των φορέων θερµότητας, όπως είναι τα µόρια. Οι<br />
διαδικασίες µετάδοσης θερµότητας δι’ αγωγής µοντελοποιούνται συνήθως µε βάση το νόµο<br />
Fourier, ο οποίος συνδέει την τοπική ροή θερµότητας µε την παράγωγο της τοπικής θερµότητας<br />
q = −k∇T<br />
Εξίσωση 2.22<br />
όπου k είναι ο συντελεστής θερµικής αγωγιµότητας, ο οποίος είναι µια ιδιότητα του εκάστοτε<br />
υλικού εξαρτώµενη από τη θερµοκρασία και έχει µονάδα µέτρησης [Wm -1 K -1 ], το q έχει<br />
µονάδα µέτρησης [Wm -2 ] και το ∇ είναι τελεστής παραγώγισης τέτοιος ώστε:<br />
∂T<br />
∧ ∂T<br />
∧ ∂T<br />
∧<br />
∇T = x+<br />
y+<br />
z<br />
Εξίσωση 2.23<br />
∂x<br />
∂y<br />
∂z<br />
59
Change language