Univerzitet u Istocnom SarajevuTehnoloski fakultet ZvornikProfesor : Dr Mitar Perusic

UVOD U PRENOS TOPLOTESTUDENTI: VANJA BALABAN SANDRA PETRIEVI DANIJELA RAJI MERSIJA ALI ANA OKI VALENTINA PERI

UVOD

Skoro svaki inenjer suoava se sa problemima prenosa toplote a posebno onaj koji se bavi planiranjem i upravljanjem hemijsko-tehnolokih procesaPrenos toplote ima veliki znaaj u razvoju termoenergetskih postrojenja, razvoju opreme za grijanje i klimatizaciju radne sredine, razvoj alternativnih energetskih izvora, kao i ukupan razvoj procesne, nuklearne, transportne, metalopreraivake, elektro i vojne industrije i drugih industrijkih grana, naroito pri projektovanju, konstrukciji i odavanju kljunih komponenti ovih sloenih sistema

POJAM PRENOSA TOPLOTEAko je toplotni otpor dovoljno velik ili su temperaturne razlike relativno male moe se zanemariti prelaz toplote kroz granicu sistema i tada kaemo da je to adijabatski procesTermodinamika prouava sisteme u ravnotei to znai da na primjer odreuje koliinu toplotne energije koja je potrebna da bi sistem preao iz jednog u drugo ravnoteno stanje

PROVOENJE TOPLOTE ILI KONDUKCIJAProvoenje toplote karakteristino je za vrste materije u kojima nema razlike u makroskopskom kretanju estica, pa se transport toplote odvija samo na nivou molekulagustina toplotnog toka provoenjem Koliina toplote koja prolazi, u jedinici vremena i po jedinici povrine, kroz izotermnu povrinu na nekom mestu, proporcionalna je gradijentu temperature na tom mestuZnak minus je uveden da bi drugi zakon termodinamike bio zadovoljen, jer se toplota prostire u smeru pada temperature

PROVOENJE TOPLOTE ILI KONDUKCIJAGustina toplotnog toka, qx, jednodimenzionalnog temperaturnog polja, T = T(x)U optem sluaju trodimenzionog temperaturnog polja, T = T(x, y, z), u pravougaonom koordinatnom sistemu moe se vektor gustine toplotnog toka razloiti na komponente u smjeru koordinata x, y, z

DIFERENCIJALNA JEDNACINA PROVODJENJA TOPLOTEUkupna dovedena i odvedena toplota dobija se iz:Ovo svodimo na krai oblik:

KOEFICIJENT PROVOENJA TOPLOTE, Veliina koeficijenta provoenja toplote zavisi ne samo od vrste materijala, ve i od njegovog agregatnog stanja, strukture, tehnologije obrade, temperature bre kretanje molekula daje i bri transport energije. Prema tome, koeficijent provoenja toplote gasova (kao i tenosti i vrstih tela) zavisi od temperature[W/mK]

PRENOS TOPLOTE KONVEKCIJOMKonvekcija je prenoenje toplote pri strujanju fluida preko vrste povrine (zida) ija je temperatura razliita (via ili nia) od temperature fluidaBrzina fluida na zidu jednaka je nuli, usled delovanja viskoziteta. Pretpostavlja se da je brzina vrlo tankog sloja fluida uz sami zid praktino jednaka nuli. Stoga se toplota kroz ovaj tanki sloj fluida provodi kondukcijom, odnosno

Konvekcija moe biti prinudna i prirodna. Kod prinudne konvekcije kretanje fluida preko vrste povrine (zida) postie se prinudnim putem koristei na primer ventilatorKod prirodne konvekcije kretanje fluida preko vrste povrine nastaje ukoliko postoje znaajne razlike temperature

PRENOS TOPLOTE ZRAENJEMDeo elektromagnetnog zraenja koje se emituje od nekog tijela zbog toga to se isto nalazi na odreenoj temperaturi, pa se stoga na raun stanja unutranje energije tijela emituje zraenje, zove se toplotnim zraenjemSamo zraenjem toplota moe da se prostire kroz prazan prostor (vakuum) i sa jednog na drugo tijelo, bez njihovog kontakta, ak i pri veoma velikim meusobnim rastojanjima

toplotni fluks se rauna kao

Stefan Boltzmannov zakon toplotnog zraenja i odnosi se na crna tijela razliitih temperatura

F i F1-2 korekcioni faktori

FICKOV ZAKON DIFUZIJEBrzina difuzije se izraava Fickovim zakonom po kome je maseni fluks proporcionalan gradijentu koncentracije

relacija za Furierov zakonsmicajni napon izmedju slojeva

TEMPERATURATemperatura je jedna od osnovnih veliina, jedna od 7 osnovnih veliina SI sistemaTemperatura je makroskopska veliina, jer vai za tijelo kao celinu, moe se neposredno mjeriti, i moe se osjetiti ulima

MJERENJE TEMPERATURETermometar je sprava koja slui za kvanitativno odreivanje temperature tijela Taka kljuanja predstavlja temperaturu na na kojoj neko tijelo kljua tj. isparava po cijeloj zapremini. i konstantna je dok postoje zajedno tena i gasovita faza te supstanceK = C + 273,15C = 5/9 (F - 32)F = C/0,55 + 32 ili preciznije: F = C/(5/9) + 32

TEMPERATURSKE SKALE

POJAM TEMPERATURNOG POLJASkup svih temperatura u datom momentu i zadanom prostoru zove se temperaturno polje. Ako se temperatura mijenja s vremenom, onda je to nestacionarno temperaturno polje:

t=f(x, y, z, t)

Ako se temperatura ne mijenja s vremenom, u pitanju je stacionarno temperaturno polje:t=(x, y, z)

ZAKLJUAKProli vijek predstavlja period najveeg razvoja prenosa toplote kao naune discipline uopte.Prenos toplote ima veliki znaaj u razvoju termoenergetskih postrojenja, razvoju opreme za klimatizaciju kao i razvoju procesne, nuklearne i transportne industrije kao i drugih industrijskih grana.Da nema prenosa toplote kao naune discipline bilo bi nezamislivo projektovanje, konstrukcija i odravanje ovih sloenih sistema u industriji.Na primjer, sigurnost nuklearnih energetskih postrojenja u znatnoj mjeri se oslanja na saznanja i kontrolu procesa prenosa toplote u kljunim komponentama ovih sistema