Теплопередача

При изучении теплообмена рассматриваются процессы распространения теплоты в твердых, жидких и газообразных телах. Эти процессы по своей физико-механической природе различны и характеризуются большой сложностью и обычно рассматриваются в виде комплекса разнородных явлений.

Перенос теплоты может осуществляться тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением, или радиацией.

Процесс переноса теплоты теплопроводностью происходит между соприкасающимися телами или частицами тел с различной температурой. Согласно современной физики, теплопроводность это молекулярный процесс передачи теплоты. В твердых телах (металлах) при такой передаче теплоты главную роль играют свободные электроны. При нагревании тела кинетическая энергия молекул возрастает. Частицы более нагретой части тела, сталкиваясь при своем беспорядочном движении с соседними молекулами, сообщают им часть своей кинетической энергии. Этот процесс постепенно распространяется по всему телу. Теплопроводность зависит от физических свойств взаимодействующих тел.

Процесс переноса теплоты конвекцией происходит только в газах и жидкостях при перемещении и перемешивании неравномерно нагретых масс. Конвекционный перенос теплоты происходит тем интенсивнее, чем больше скорости движения жидкости или газа, так как в этом случае за единицу времени перемещается большее количество частиц тела. При этом необходимо учитывать, что конвекция всегда сопровождается теплопроводностью, так как всегда имеется контакт частиц с различной температурой. Одновременный перенос теплоты конвекцией и теплопроводностью называется конвекционным теплообменом; он может быть вынужденным и свободным. Если движение тел вызвано искусственно (вентилятором, насосом, компрессором, мешалкой и т.п.), то такой конвективный теплообмен называют вынужденным. Если движение жидкости или газа возникает вследствие разности плотности отдельных частиц движущихся тел, то такой процесс теплообмена называют естественным.

Процесс передачи теплоты излучением между двумя телами, разделенными частично пропускающей излучение средой, происходит в три стадии: превращение части внутренней энергии одного тела в энергию электромагнитных волн, распространение электромагнитных волн в пространстве, поглощение энергии излучения другим телом. При сравнительно невысоких температурах перенос энергии излучением происходит в основном инфракрасными лучами.

Совокупность всех трех видов переноса теплоты называется сложным теплообменом.

Date: 2015-05-09; view: 734; Нарушение авторских прав