Раличают три механизма (процесса) переноса теплоты:
1) Теплопроводность (кондукция) – процесс распространения энергии только вследствие взаимодействия структурных частиц вещества (молекул, атомов, ионов, свободных электронов). В чистом виде теплопроводность имеет место в твёрдых телах и неподвижных слоях жидкости и газа.
2) Конвекция (перемешивание) – процесс переноса теплоты вследствие перемещения относительно больших масс вещества в неоднородном поле температур. Этот процесс имеет место в движущихся квазисплошных средах (жидкостях, газах, сыпучих средах, плазме).
3) Излучение (радиация) – процесс переноса энергии, выделившейся вследствие теплового движения в веществе, в виде электромагнитных волн через полностью или частично прозрачную для них среду.
Сложным теплобменом называются процессы переноса теплоты одновременно несколькими способами. Например, теплопроводность и конвекция, излучение, конвекция и теплопроводность.
Теплопередачей называется процесс теплообмена между средами, разделёнными некоторой перегородкой.
|
|
При расчёте теплопроводности пользуются законом Фурье:
, (1.1)
где - коэффициент теплопроводности.
Для расчёта процесса теплотдачи применяют формулу или закон Ньютона-Рихмана (часто называемый просто законом Ньютона):
, (1.2)
где - коэффициент теплоотдачи; - температуры соответственно теплоносителя и поверхности стенки; F – площадь поверхности.
При значениях формулу Ньютона можно записать в интегральном виде:
. (1.3)
Процесс теплопередачи очень часто рассчитывают по формуле:
,
где - коэффициент теплопередачи; - температуры теплоносителей.
При значениях последнюю формулу можно использовать в интегральной форме:
. (1.4)