Page 44 - 6375

Водень, як газ з високою теплопровідністю, широко використовується для

охолодження різних промислових агрегатів, коли водяне охолодження з певних причин не
може бути використане.

Експериментальне дослідження теплопровідності утруднене впливом вільної

конвекції, яка легко виникає в газі. Конвекція – перенесення теплоти разом з переміщенням
маси газу під дією сили тяжіння при наявності різниці температур.

Коефіцієнт теплопровідності визначає швидкість переносу теплоти.

Здебільшого в довільному середовищі, зокрема в газі, який залишений сам на себе,
теплопровідність приводить до вирівнювання температур. Цей процес є суто

нестаціонарним.
Задачі нестаціонарної теплопровідності розв’язують на основі диференціального

рівняння теплопровідності. Головною задачею теорії нестаціонарної теплопровідності є
знаходження температурного поля середовища – сукупність значень температури в усіх

точках середовища в даний момент часу . Ця задача стає означеною, якщо відомі розподіл

температури в середовищі у початковий момент часу (початкові умови) та температура точок
середовища, що належать деякій поверхні (граничні умови). Сукупність початкових та

граничних умов називають крайовими умовами.
14.4. Явище дифузії. Дифузія газів – це процес самовільного вирівнювання густин

(концентрацій) у суміші, зумовлений тепловим рухом мікрочастинок. Якщо середовище

однокомпонентне, то йтиметься про самодифузію. Вирівнювання густини в газі у процесі
дифузії здійснюється внаслідок перенесення маси в напрямі зменшення густини. Дифузія –

процес необоротний. Взагалі процес дифузії не стаціонарний, бо при цьому відбувається
вирівнювання різниць густин. Штучно можна створити і стаціонарну дифузію, певним чином

підтримуючи сталими різниці густин в газі.

Розглянемо стаціонарну самодифузію в газах.
Основним дослідним законом самодифузії є закон Фіка, згідно з яким густина

потоку маси пропорційна градієнту густини (у випадку зміни густини в напрямі осі

, протилежному до напрямку протікання дифузії):

= − , (13)

∆
2
2
де – коефіцієнт дифузії (самодифузії), м /с; = ∆∆ , кг/(м ∙ с).

Коефіцієнт дифузії залежить від фізико-хімічних властивостей речовини, яка
дифундує, і властивостей інших компонент системи. При значних густинах він також