You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο<br />
Q = hA(<br />
Tw<br />
− Ta<br />
)<br />
Εξίσωση 2.23<br />
όπου h [Wm -2 K -1 ] είναι ο συντελεστής µετάδοσης θερµότητας και Α είναι το εµβαδόν της<br />
επιφάνειας. Αντίθετα από το συντελεστή θερµικής αγωγιµότητας, ο συντελεστής µετάδοσης<br />
θερµότητας δεν αποτελεί ιδιότητα του υλικού. Είναι ιδιότητα της ροής και εξαρτάται από το<br />
τύπο ροής, τις ιδιότητες του ρευστού και τη γεωµετρία του αντικειµένου πάνω στο οποίο ρέει το<br />
ρευστό. Η µετάδοση εξ επαφής χωρίζεται σε δύο τύπους: α) φυσική µετάδοση εξ επαφής, στην<br />
οποία η κίνηση του ρευστού προκαλείται από την ανωστική δύναµη λόγω της διαφοράς<br />
πυκνότητας ενός ψυχρού και ενός θερµού ρευστού και β) εξαναγκασµένη µετάδοση εξ επαφής,<br />
όπου το ρευστό κινείται από άλλα µέσα, όπως µια αντλία ή ένας ανεµιστήρας. Μετάδοση<br />
θερµότητας ανάµεσα σε ένα στερεό και ένα υγρό το οποίο υπόκειται αλλαγή φάσης, δηλαδή<br />
βρασµό ή συµπύκνωση, χαρακτηρίζεται επίσης από ένα συντελεστή µετάδοσης θερµότητας.<br />
Σχήµα 2.31: Εξαναγκασµένη µετάδοση εξ επαφής πάνω σε µια στερεή επιφάνεια. Τα ρευστά<br />
κοντά στην επιφάνεια σχηµατίζουν ένα συνοριακό στρώµα στο οποίο οι τιµές της θερµοκρασίας<br />
και της ταχύτητας στο τοίχωµα διαφέρουν από αυτές εκτός του συνοριακού στρώµατος (τα<br />
συνοριακά στρώµατα θερµότητας και ορµής µπορεί να έχουν διαφορετικά πάχη).<br />
Η µικρο-ρευστοδυναµική, η οποία ασχολείται µε τη ροή ρευστών σε µικρο- και νανο-επίπεδο,<br />
χαίρει ιδιαίτερης προσοχής λόγω των εφαρµογών της στη χηµική και βιολογική ανάλυση [90].<br />
Πολλά είναι τα ερωτήµατα που µπορούν να τεθούν σχετικά µε τη ροή ρευστών και τη µετάδοση<br />
θερµότητας σε τέτοιες κλίµακες. Μπορεί να εφαρµοστεί ο νόµος διατµητικής τάσης του<br />
Newton σε αυτές τις κλίµακες; Ισχύει πάντα η συνοριακή συνθήκη µη-ολίσθησης; Οι<br />
ερωτήσεις αυτές µπορούν να βρούνε απαντήσεις µε τη βοήθεια της εξίσωσης του Boltzmann,<br />
την ανάλυση επιφανειακών δυνάµεων και τη Μοριακή ∆υναµική ανάλυση.<br />
• Μετάδοση δι’ ακτινοβολίας<br />
Η µετάδοση θερµότητας µε ακτινοβολία, ο τρίτος βασικός τρόπος µετάδοσης θερµότητας,<br />
διαφέρει από τη µετάδοση δι’ αγωγής ή εξ επαφής. Η µετάδοση δι’ ακτινοβολίας δεν απαιτεί<br />
61
Change language