2.16. Теплопроводность

Распространение тепла без перемещения вещества (конвекции) и лучистого теплообмена называется теплопроводностью. Передача теплоты в неподвижной среде (жидкости, газе) происходит по закону Фурье:тепловой поток q пропорционален градиенту температуры:

q = λ (dT/dx) (2.53)

где q — количество теплоты, передаваемое через единицу поверхности в единицу времени; x — коэффициент теплопроводности, характеризующий количество теплоты, передаваемой в единицу времени через единицу поверхности при изменении температуры на 1°С на единицу длины; dT/dx  градиент температуры, т. е. производная от температуры по координате, нормальной к поверхности, через которую происходит передача теплоты. Количество проходящей через тело теплоты прямо пропорционально площади S, разности температур по обе стороны тела Δt, времени течения теплового потока τ и обратно пропорционально толщине тела d:
Q = λSτ (Δt/d) (2.54)
 

 

В газах передача теплоты происходит за счет обмена энергией между движущимися молекулами. Этим объясняется способность газов быстро выравнивать свою температуру. В расчетах двухфазных систем необходимо учитывать теплопроводность обеих фаз. Средний коэффициент теплопроводности газовой смеси определяется

по следующему соотношению:

 

λ = 0,5 (λʹ – λʹʹ) (2.55)

где λʹ и λʹʹ — средние коэффициенты теплопроводности, определяемые по правилам смешения:

λʹ = V1λ1 + V2λ2 + … + Vnλn (2.56)
1/λʹʹ = V1 /λ1 + V2λ2 + … + Vnλn

где V1, V2,.. Vn — мольные доли компонентов, входящих в газовую смесь.

Коэффициенты теплопроводности паров и жидкостей углеводородных газов на линии насыщения приведены в табл. 2.17.

  t2-17.jpg