Politechnika Poznańska - tomasz strek home page

II.Trójwymiarowy przepływ ciepłaPrzewodzenie ciepła – proces wymiany ciepła między ciałami o różnej temperaturzepozostającymi ze sobą w bezpośrednim kontakcie. Polega on na przekazywaniu energiikinetycznej bezładnego ruchu cząstek w wyniku ich zderzeń. Proces prowadzi dowyrównania temperatury między ciałami.Ciepło płynie tylko wtedy, gdy występuje różnica temperatur, w kierunku odtemperatury wyższej do temperatury niższej. Z dobrym przybliżeniem dla większościsubstancji ilości energii przekazywanej przez jednostkę powierzchni w jednostce czasu jestproporcjonalna do różnicy temperatur, co opisuje równanie różniczkowe Fouriera:Gdzie: q[W/m 2 ] – gęstość strumienia ciepła,λ[W/m*K] – współczynnik przewodzenia ciepła (zwany też przewodnościącieplną), [W/K]-gradient temperaturyGęstość strumienia ciepła q to wielkość wektorowa, opisująca szybkość i kierunekprzepływu ciepła. Jej wartość określa ilość ciepła przepływającego w jednostce czasu przezjednostkę powierzchni prostopadłej do kierunku rozchodzenia się ciepła.Gradient temperatury jest wektorem wskazującym kierunek najszybszegoprzyrastania temperatury. W przypadku niektórych elementów charakteryzujących siędużymi gradientami temperatury pamiętać należy, że w tym obszarze występują znaczneróżnice temperatur.Współczynnik przewodzenia ciepła oznacza łatwość przewodzenia ciepła przez danymateriał. Dobrymi przewodnikami ciepła nazywamy materiały, dla których wartośćwspółczynnika przewodzenia ciepła jest duża, natomiast materiały będące izolatoramicieplnymi charakteryzują się małymi wartościami l.