История развития науки о процессах и аппаратах

Теплопроводность. Теплопроводностью называют процесс переноса энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия микрочастиц, приводящий к выравниванию температуры тела.
Интенсивность теплопроводности в твердых материалах, жидкостях и газах характеризуется коэффициентом теплопроводности λ, который является физическим свойством (теплофизическим параметром) вещества и показывает, какое количество теплоты проходит через 1 м² поверхности в течение единицы времени при Градиенте изменения температур в направлении, перпендикулярном изотермической поверхности, равном 1. Иногда λ называют теплопроводностью.
Коэффициент теплопроводности жидкости при температуре около 30 °С можно рассчитать по формуле
λ₃₀=A₁cр³р/М
где А₁ — коэффициент, зависящий от степени ассоциации жидкости (для ассоциированных жидкостей, например воды, А₁ = 3,58* 10^-8 для неассоциированных жидкостей, например бензола, А₁ = 4,22 • 10^-8); с - удельная теплоемкость жидко­сти, Дж/(кг • К); р — плотность жидкости, кг/м3; М— молекулярная масса.

Коэффициент теплопроводности жидкости при температуре t

λ_t=λ₃₀[1 - ε(t-30)],
где ε —температурный коэффициент, принимающий следующие значения (10³ °С '): для метилового спирта и уксусной кислоты ε = 1,2; для пропилового и этилового спиртов ε = 1,4.
Коэффициент теплопроводности фруктовых соков, сиропов, молока с сахаром [Вт/(м • К)] определяют по формуле λ_t = λ₂₀ + 0,00068(t - 20); при 20 'С λ₂₀ = 0,593 - 0,025х^°'53, где х -концентрация сухих веществ.
Коэффициент теплопроводности томатопродуктов λ = (528 -- 4,04x: + 2,05t)10^-3; растворов сахарозы при температурах до 80 ⁰С при0<х < 65 % λ = (1- 5,479 • 10^-3х)(0,5686 + 1,514 • 10^-3t- 2,2 • 10^-6t²).
Температуропроводность. Температуропроводностью называют процесс изменения температуры в окрестности данной точки в объеме вещества при изменении температурного поля (распределения температур) в этом объеме.
Температуропроводность характеризуется коэффициентом температуропроводности
а = λ /(ср),

где а — коэффициент температуропроводности, м²/с; λ — коэффициент теплопроводности, Вт/(м • К); с - удельная теплоемкость, Дж/(кг К); р- плотность, кг/м³ Иногда а называют температуропроводностью.

Из последнего выражения следует, что аср = λ. Физический смысл коэффициента температуропроводности уясняется при рассмотрении основного уравнения распространения теплоты (уравнения энергии), которое в простейшем виде записывается так:

dT/dί=α▼²T,
dT/ /dί скорость (темп) изменения температуры в окрестности данной точки, К/с; ▼²Т = ▼⁽▼Т) = d²Т/dn² = d/dn (dT/dn) — приращение градиента температуры в направлении нормали n к изотермической поверхности, К/м² (знак «▼²» читается «набла квадрат»).

Из этого уравнения следует, что при равном приращении гра­диента температуры в данной точке вещества темп охлаждения или нагревания быстрее изменяется для тех веществ, которые характеризуются большим коэффициентом температуропроводности. Поэтому коэффициент температуропроводности — важнейшая теплоинерционная характеристика твердых, жидких и газообразных тел.