Какова величина теплового потока?

[Anna1874]

Рассматривается цилиндрический зазор высотою 2 мм, диаметром 0,25 мм. Какого порядка должен быть поток, чтобы вода в зазоре медленно испарялась?


Согласно, школьной формуле количество теплоты определяю как:
$Q = m\cdot r $,
$ r \approx 10^6 $ $\frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$
$ m \approx10^{-6}$ $\text{кг}$
Итого, $Q = 1 $ Дж. $q =\frac{Q}{S} $ $\frac{\text{Дж}}{\text{м}^2}$ , $q = 10^{-6}$ $\frac{\text{Дж}}{\text{мм}^2}$

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- Величины вроде $1^6$ и $1^{-6}$, наверное, не совсем соответствуют тому, что хотелось написать.

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

[DimaM]

Тепловой поток, вроде как, мерится в ваттах на единицу площади, а не в джоулях.
По мелочи - теплота испарения воды в два с лишним раза больше, чем написано.

[Anna1874]

DimaM в сообщении #1091763 писал(а):

Тепловой поток, вроде как, мерится в ваттах на единицу площади, а не в джоулях.
По мелочи - теплота испарения воды в два с лишним раза больше, чем написано.

Ватт равен количеству теплоты за единицу времени. Пусть определяется тепловой поток в определенный момент времени . Далее из Большой Советской энциклопедии : "Тепловой поток - количество теплоты, переданное через изотермическую поверхность в единицу времени. Размерность Т. п. совпадает с размерностью мощности (См. Мощность). Т. п. измеряется в Ваттах. Т. п., отнесённый к единице изотермической поверхности, называется плотностью Т. п., удельным Т. п. или тепловой нагрузкой; измеряется в ваттах на квадратный метр. Плотность Т. п. — вектор, любая компонента которого численно равна количеству теплоты, передаваемой в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной к направлению взятой компоненты."
И порядок теплоты образования верен. Мне нужен порядок теплового потока.

[DimaM]

Anna1874 в сообщении #1091804 писал(а):

И порядок теплоты образования верен.

С точностью до двойки.
В массе ошибка почти на порядок (правда, в другую сторону).
Также неясно, что такое $S$ - это площадь чего? Торца, двух торцов, боковой поверхности, суммарная, еще какая-то?

На месте вашего преподавателя я бы такое решение не зачел.

[Theoristos]

А я вообще не понимаю такого решения.
Поток воды есть какой-то? Какая начальная температура/давление?

И с медленным испарением, как по мне, не так всё просто.

[Anna1874]

Theoristos в сообщении #1091920 писал(а):

А я вообще не понимаю такого решения.
Поток воды есть какой-то? Какая начальная температура/давление?

И с медленным испарением, как по мне, не так всё просто.

Потока нет. Вода медленно испаряется. Температура 280 градусов Цельсия, давление - 7 мегапаскаль.
А каким образом учесть процесс испарения? Только эта формула пришла в голову. А поток и количество теплоты надо как-то связать.

-- 19.01.2016, 10:27 --

DimaM в сообщении #1091806 писал(а):

Anna1874 в сообщении #1091804 писал(а):

И порядок теплоты образования верен.

С точностью до двойки.
В массе ошибка почти на порядок (правда, в другую сторону).
Также неясно, что такое $S$ - это площадь чего? Торца, двух торцов, боковой поверхности, суммарная, еще какая-то?

На месте вашего преподавателя я бы такое решение не зачел.

Так как вода только в щели, логично взять площадь торца. Насчет ошибки в порядке, согласна. Но в итоге найдено количество теплоты на 1 квадратный миллиметр. Если домножить на площадь торца, то порядок -6.

Проблема в том, что как на самом деле направлен поток через зазор, сказать трудно.

Конкретно поставленной задачи нет. Необходимо понять , какова приблизительная степень теплового потока . Адекватно ли число потока в Ваттах порядка -8, чтобы рассматривать процесс испарения за несколько месяцев?

[GraNiNi]

Anna1874 в сообщении #1092116 писал(а):

А каким образом учесть процесс испарения?

Не факт, что будет испарение, если система замкнута и находится под давлением насыщенного пара.

[Anna1874]

GraNiNi в сообщении #1092409 писал(а):

Anna1874 в сообщении #1092116 писал(а):

А каким образом учесть процесс испарения?

Не факт, что будет испарение, если система замкнута и находится под давлением насыщенного пара.

Допустим, что температура жидкости выше температуры насыщения.

[GraNiNi]

Anna1874 в сообщении #1092513 писал(а):

Допустим, что температура жидкости выше температуры насыщения.

Пока что имеет место обратная ситуация.

Anna1874 в сообщении #1092116 писал(а):

Температура 280 градусов Цельсия, давление - 7 мегапаскаль.

При 280 градусах давление насыщения - 6,4 МПа.

[Theoristos]

Anna1874 в сообщении #1092116 писал(а):

Потока нет. Вода медленно испаряется. Температура 280 градусов Цельсия, давление - 7 мегапаскаль.

Ох, какие характерные цифры. Сразу реактор РБМК вспоминается.

Anna1874 в сообщении #1092116 писал(а):

А каким образом учесть процесс испарения? Только эта формула пришла в голову. А поток и количество теплоты надо как-то связать.

Собственно, мне кажется к такой задаче нужно подходить совсем с другой стороны. И даже сначала понять - что за задачу мы имеем.
Где-то добываем температуру перегрева, при которой вода при таком давлении в канале с такими-то стенками начинает пузырьковое кипение.
А дальше нам надо найти скорость испарения с поверхности при этой температуре, которая и даст макс. поток. Но задачка неравновесная и сильно зависящая от того что вообще там, сверху воды. Куда отводится пар, какие граничные условия по уходу пара есть?