Newtonov ochladzovací zákon

Newtonov ochladzovací zákon Newtonův ochlazovací zákon. In: Technický slovník naučný 5 MO. Praha : Encyklopedický dům, 2003. ISBN 80-7335-080-7. S.283-284.(iné názvy: Newtonov zákon ochladzovania  , Newtonova rovnica chladenia , Newtonov zákon tepelných strát , Newtonova rovnica , Newtonov vzorec , Newtonov vzťah ) 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
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 
Namiesto pomocou tepelného toku () možno Newtonov zákon ochladzovania vyjadriť pomocou hustoty tepelného toku (), čiže:
, resp. .

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

Zdroje

Newtonův ochlazovací zákon. In: Technický slovník naučný 5 MO. Praha : Encyklopedický dům, 2003. ISBN 80-7335-080-7. S.283-284.

Kategória:Termika