הסעת חום – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
Matanyabot (שיחה | תרומות)
מ בוט החלפות: \1עיקריים
מ הסרת רווח אחרי ( (דרך WP:JWB)
שורה 57:
ב[[זרימה למינרית|זרימות למינריות]] (זרימה שכבתית) מקדם מעבר החום בהסעה נמוך ביחס לב[[זרימה טורבולנטית|זרימות טורבולנטיות]] (מערבולתית), כיוון שעבור זרימות טורבולנטיות [[שכבת גבול|שכבת הגבול]] (שכבה זורם נייחת אשר קרובה למשטח), דקה יותר.
לעומת זאת נשים לב שהחוק של ניוטון לא תקף אם בזרימה מתרחש מעבר בין זרימה למינרית לטורבולנטית, מכיוון שמעבר זה ישנה את מקדם מעבר החום בהסעה, h, אשר תחת ההנחות של חוק ניוטון לקירור נשאר קבוע כאשר פותרים את המשוואה.
החוק של ניוטון דורש שמעבר החום הפנימי בתוך הגוף יהיה גדול בהשוואה למעבר החום בהסעה ( מודל קיבול חום מקובץ), המקרה הנ"ל לא תמיד נכון (ראה מעבר חום), על מנת לקבל פילוג טמפרטורות מדויק בגוף נדרש לבצע אנליזה המבוססת על השתנות מקדם מעבר החום בהסעה בטמפרטורות שונות, זהו לרוב מצב בבעיות של הסעה טבעית, ובמצבים הנ"ל חוק ניוטו לקירור אינו שמיש.
 
=== פתרון במונחי קיבול חום של גוף ===
אם נתייחס לכל גוף כמאגר אנרגיה תרמית עם אנרגיה תרמית כוללת שפרופורציונלית לקיבול חום- C אזי כאשר T היא הטמפרטורה של הגוף (נניח כי זו אחידה בכל מקום בגוף לפי מודל קיבול חום מקובץ) אזי מתקיים <math>Q = C T</math>, נצפה שהטמפרטורה של הגוף תחווה דעיכה אקספוננציאלית עם הזמן.
 
מהגדרת קיבול החום- C נקבל את הקשר <math>C = dQ/dT</math>. נגזור ביטוי זה לפי הזמן ונקבל את הזהות (תקפה כל עוד מודל קיבול החום המקובץ תקף ) <math>dQ/dt = C (dT/dt)</math>. ביטוי זה יכול להחליף את היחס - <math>dQ/dt</math> בביטוי הראשון בפיסקה זאת, ואז אם (T(t היא טמפרטורת הגוף בזמן t ו-<math>T_{env}</math> זו הטמפרטורה של הסביבה המקיפה את הגוף אזי מתקיים :
:<math> \frac{d T(t)}{d t} = - r (T(t) - T_{\mathrm{env}}) = - r \Delta T(t)\quad </math>