Тепломассообмен

Часть 3. ТЕПЛОМАСООБМЕН

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ

Влияние вещества на поле (электрическое)

1) При внесении любого вещества в электрическое поле в веществе происходит смещение по полю положительных и против поля отрицательных зарядов (ядер, электронов и ионов), что приводит к частичному разделению этих зарядов. В результате в тех или иных веществах, внутри и на поверхности, появляются нескомпенсированные заряды различных знаков. Это явление называется электростатической индукцией, а появившиеся в результате разделения заряды индуцированными зарядами.

2) Индуцированные заряды создают дополнительное электрическое поле, которое вместе с исходным (внешним) электрическим полем и образует результирующее поле. Зная внешнее поле и распределение индуцированных зарядов, можно при нахождении результирующего поля уже не обращать внимания на наличие самого вещества – его роль уже учтена с помощью индуцированных зарядов.

Таким образом, результирующее поле при наличии вещества определяется как суперпозиция внешнего поля (поля создаваемого сторонними зарядами) и поля индуцированных зарядов.

3) Однако во многих случаях мы заранее не знаем, как распределены индуцированные заряды в пространстве – и задача оказывается далеко не простой, как могло бы показаться вначале. При этом, как будет показано позже, распределение индуцированных зарядов в решающей степени зависит от а) свойств самого вещества, б) от его физической природы и в) от формы тел. С этими вопросами нам и предстоит ознакомиться более подробно.

Мы начнем с изучения постоянных электрических полей, создаваемых заряженными проводниками – Электростатика проводников.

Лекции

Составил: профессор Бухмиров В.В.

Иваново 2007

Тепломассообмен (ТМО) – наука о самопроизвольных необратимых процессах распространения теплоты и массы в пространстве в переменном поле температур и переменном поле концентраций.

Согласно второму закону термодинамики самопроизвольный процесс передачи теплоты и массы направлен в сторону уменьшения температуры и концентрации данного компонента смеси.

В отличие от термодинамики ТМО рассматривает развитие процессов в пространстве и времени. В результате расчета процессов тепломассообмена находят распределения температур, концентраций компонентов смеси, а также потоков теплоты и массы как функции координат и времени.

В нашем кратком курсе будем рассматривать только процессы теплообмена в данном теле или системе тел, поэтому наша задача научиться рассчитывать температурные поля и тепловые потоки и их развитие в пространстве и времени.