Механизмы и законы переноса теплоты. Явления теплопроводности, теплоотдачи и излучения

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)


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: