Newtonov ochladzovací zákon

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Newtonov ochladzovací zákon [1][2](iné názvy: Newtonov zákon ochladzovania [3], Newtonova rovnica chladenia [4], Newtonov zákon tepelných strát [3], Newtonova rovnica [5], Newtonov vzorec [6], Newtonov vzťah [7]) je empirický zákon udávajúci množstvo tepla prenesené pri prestupe tepla, čiže medzi prúdiacou tekutinou a tuhou stenou, ktorú táto tekutina obteká. Konkrétne zákon hovorí, že tepelný tok rastie priamo úmerne rozdielu teplôt medzi jadrom obtekajúcej tekutiny a povrchom obtekanej steny.

Znenie[upraviť | upraviť kód]

Newtonov ochladzovcí zákon hovorí, že tepelný tok rastie priamo úmerne rozdielu teplôt medzi jadrom obtekajúcej tekutiny a povrchom obtekanej steny. Matematicky teda:

(ak tw > tf)

resp.

(ak tf > tw)

kde je tepelný tok (t.j. teplo prevedené danou plochou za jednotku času), α je súčiniteľ prestupu tepla, A je plocha povrchu steny, ktorej sa dotýka sledovaná tekutina, tw je teplota na povrchu steny (teda na fázovom rozhraní), tf je teplota v jadre tekutiny (teda v hlavnom prúde tekutiny - vysvetlenie pojmu pozri v článku prestup tepla).

Hodnota súčiniteľa prestupu tepla závisí od fyzikálnych vlastností tekutiny, od hydrodynamických podmienok a geometrických charakteristík systému. V praxi sa počíta podľa vzorca α = (λ.Nu)/l, pričom λ je súčiniteľ tepelnej vodivosti, Nu je tzv. Nusseltovo kritérium (Nusseltovo číslo) a l je charakteristický geometrický rozmer systému. Vzorec Nusseltovho kritéria je uvedený v tabuľkách v rôznych podobách v závislosti od konkrétnych podmienok (napr. jeden vzorec Nusseltovho kritéria platí pre nútené obtekanie jednotlivej rúrky kolmo na os). Podrobnosti pozri v článku súčiniteľ prestupu tepla.

Vyjadrenie pomocou hustoty tepelného toku[upraviť | upraviť kód]

Namiesto pomocou tepelného toku () možno Newtonov zákon ochladzovania vyjadriť pomocou hustoty tepelného toku (), čiže:

, resp. .

Vyjadrenie pomocou tepelného odporu tekutiny[upraviť | upraviť kód]

Namiesto pomocou súčiniteľa prestupu tepla (α) možno Newtonov zákon ochladzovania vyjadriť pomocou (celkového) tepelného odporu tekutiny (R = 1/(α.A)), čiže:

, resp. .

Zdroje[upraviť | upraviť kód]

  1. Newtonův ochlazovací zákon. In: Technický slovník naučný 5 M – O. Praha : Encyklopedický dům, 2003. ISBN 80-7335-080-7. S.283-284.
  2. Sylabus předmětu I1-TERM - Termomechanika (SvF - ZS 2016/2017) [online]. is.stuba.sk, [cit. 2018-10-31]. Dostupné online.
  3. a b Jadrová technika : Anglicko-nemecko-francúzsko-rusko-slovenský slovník. 1. vyd. Bratislava : Alfa, 1987. S. 1265.
  4. Malá encyklopédia chémie. 3. vyd. Bratislava : Obzor, 1981. 816 s. (Malé encyklopédie vydavateľstva Obzor.) S. 556.
  5. BAFRNEC, Milan; BÁLEŠ, Vladimír; LANGFELDER, Ivan; LONGAUER, Jaroslav. Chemické inžinierstvo. Bratislava : Malé centrum, 1999. 427 s. ISBN 80-967064-3-8. S. 231.
  6. KOSSACZKÝ, Elemír; SUROVÝ, Július. Chemické inžinierstvo I.. 3. vyd. Bratislava : Alfa, 1972. S. 251.
  7. Stavebná fakulta TU v Košiciach - Špeciálne vzdelávanie znalcov -STAVEBNÁ FYZIKA [online]. researchgate.net, [cit. 2018-11-09]. Dostupné online.
  • Newtonův ochlazovací zákon. In: Technický slovník naučný 5 M – O. Praha : Encyklopedický dům, 2003. ISBN 80-7335-080-7. S.283-284.
  • BAFRNEC, Milan; BÁLEŠ, Vladimír; LANGFELDER, Ivan; LONGAUER, Jaroslav. Chemické inžinierstvo. Bratislava : Malé centrum, 1999. 427 s. ISBN 80-967064-3-8. S. 231 - 257.
  • KOSSACZKÝ, Elemír; SUROVÝ, Július. Chemické inžinierstvo I.. 3. vyd. Bratislava : Alfa, 1972. S. 250-266.
  • HASAL, P. et al.. Chemické inženýrství I.. 2. vyd. Praha : Vysoká škola chemicko-technologická, 2007. ISBN 978-80-7080-002-7. S. 146-147.
  • Malá encyklopédia chémie. 3. vyd. Bratislava : Obzor, 1981. 816 s. (Malé encyklopédie vydavateľstva Obzor.) S. 556.