Přestup tepla

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Přestup tepla je fyzikální jev, při kterém dochází na rozhraní dvou látek s různou teplotou k přenesení tepla z jedné látky do druhé. Jedná se o zvláštní případ vedení tepla.

Součinitel přestupu tepla[editovat | editovat zdroj]

Za ustáleného stavu je možné pozorovat rozdělení teplot podobně jako na obrázku, kde je šířka stěny, je teplota látky před stěnou a je teplota látky za stěnou, přičemž . Na rozhraní kapaliny a pevné látky se vytváří tzv. mezní vrstva, ve které dochází k prudké změně teploty, tzv. tepelný skok.

Množství tepla, které přejde za čas plochou z látky o teplotě do stěny o teplotě je možné vyjádřit tzv. Newtonovým vztahem

,

kde konstanta úměrnosti se nazývá koeficient (součinitel) přestupu tepla, fyzikální rozměr [W.m−2.K−1].

Pro hustotu tepelného toku platí

Hustota tepelného toku [W.m−2] je tedy úměrná teplotnímu rozdílu, tak jako v případě vedení tepla.

Koeficient přestupu tepla má při posuzovaní přestupu tepla rozhraním velkou úlohu.

Tento koeficient je závislý na celé řadě veličin, které jsou charakteristické pro danou látku a daný stav proudění. Nejde tedy o materiálovou konstantu jako např.: tepelná vodivost

Např. se ukazuje, že na součinitel přestupu tepla má při ustáleném turbulentním proudění kapaliny dlouhou hladkou trubkou vliv průměr trubky , rychlost proudění kapaliny , tepelná vodivost kapaliny , měrná tepelná kapacita , viskozita a hustota kapaliny , tzn. .

Hodnota součinitele je obvykle určována experimentálně.

Prostup tepla[editovat | editovat zdroj]

Prostup tepla stěnou

Pokud prochází tepelný tok určitou překážkou, hovoří se o prostupu tepla. Prostup tepla lze považovat za posloupnost přestupů. Při ustáleném proudění rovinnou stěnou platí

,

kde je tepelná vodivost.

Tyto rovnice je možné upravit do tvaru

Sčítáním rovnic dostaneme:

,

kde představuje koeficient (součinitel) prostupu tepla, pro nějž platí .