Пространство между двумя большими параллельными пластинами, расстояние между которыми равно 5 мм, заполнено гелием. Температура одной пластины поддерживается равной 290 К, другой - 310 К. Вычислить плотность теплового потока q. Расчеты выполнить для двух случаев, когда давление гелия равно: 1) 0,1 МПа; 2) 1 МПа.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчета плотности теплового потока воспользуемся формулой Фурье:

q = -k * dT / dx,

где q - плотность теплового потока,
k - коэффициент теплопроводности гелия,
dT - разность температур между пластинами,
dx - расстояние между пластинами.

Значение коэффициента теплопроводности гелия k = 0,142 Вт/(м·К) при давлении 0,1 МПа и k = 0,148 Вт/(м·К) при давлении 1 МПа.

1) Для давления 0,1 МПа:
dT = 310 K - 290 K = 20 K,
dx = 5 мм = 0,005 м.

q = -0,142 * 20 / 0,005 = -568 Вт/м².

Таким образом, плотность теплового потока при давлении 0,1 МПа равна 568 Вт/м².

2) Для давления 1 МПа:
dT = 310 K - 290 K = 20 K,
dx = 5 мм = 0,005 м.

q = -0,148 * 20 / 0,005 = -592 Вт/м².

Таким образом, плотность теплового потока при давлении 1 МПа равна 592 Вт/м².