Способы переноса теплоты

Основы теплопередачи

Теплопередача изучает законы и способы переноса теплоты. Согласно второму закону ТД, самопроизвольный перенос теплоты происходит от тел с большей температурой к телам с меньшей температурой. Под полным тепловым потоком понимают количество теплоты, проходящее в единицу времени через поверхность величиной F

Q = q F Вт,

где q – плотность теплового потока

Вт/м

В ТП существуют три фундаментальных закона и несколько способов переноса теплоты.

Основные законы теплообмена

Теплопроводность	Конвективный теплообмен	Тепловое излучение	Теплопередача
Теплопроводность - перенос теплоты в твердых, жидких или газообразных веществах на молекулярном уровне от большей температуры к меньшей. Закон Фурье где - (Вт/м град) коэффициент теплопроводности, зависящий от физических свойств вещества, от температуры и от давления для газа. Выбирается по справочнику: - характерный размер стенки	Конвекция – способ переноса теплоты в движущейся среде мольными объемами. Свободная (за счет разности плотностей), вынужденная (за счет приложения внешних сил - разности давлений) Закон Ньютона - Рихмана где - (Вт/м град) коэффициент теплоотдачи, зависящий от вида конвекции, от физических свойств среды, от режима движения жидкости: вихревое – турбулентное, безвихревое – ламинарное, от формы и размеров поверхности. - находится из опытных уравнений подобия Nu = f(Re,Gr,Pr)	Излучение – передача теплоты за счет электромагнитных волн (инфракрасное тепловое излучение λ=0,4-800 мкм). Плотность теплового потока прямо пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры Закон Стефана - Больцмана где e –степень черноты излучающего тела, e<1. Абсолютно черное тело имеет 100% поглощение. C =5,67 Вт/м К - постоянная Стефана – Больцмана. Высокотемпературные процессы дают основную долю теплоты в виде излучения.	Теплопередача – передача теплоты от горячего теплоносителя к холодному через разделительную стенку где k– (Вт/м град) коэффициент теплопередачи. Теплота от горячего теплоносителя отдается стенке конвекцией или излучением, через стенку теплота передается теплопроводностью; от наружной поверхности стенки холодному теплоносителю излучением или конвекцией