Электротепловая аналогия

Для наглядности запишем еще раз соотношения (7.2), (7.3) и (7.10):

P_т = a_тS (t₁ – t₂ )

P_к = a_кS (t₁ – t₂ )

P_Л = a_ЛS (t₁ – t₂ )

Эти формулы, устанавливающие зависимость между тепловыми потоками и перегревом, по своей структуре аналогичны формуле закона Ома в интегральной форме для электрических цепей:

I = σ (j₁ - j₂) (7.16)

Формальное сходство позволяет использовать методы и приемы теории электрических цепей для интерпретации процессов теплообмена.

Из сравнения соотношений для тепловых потоков и электрического тока, протекающего через участок электрической цепи, легко установить следующие аналогии:

электрическое сопротивление R_э ↔ тепловое сопротивление R_Т,

электрическая проводимость σ_э ↔ тепловая проводимость σ_T,

разность потенциалов (j₁ - j₂) ↔ температурный перегрев Δt,

электрический потенциал j ↔ температура t,

электрический ток I ↔ тепловой поток Р,

электрическая емкость С ↔ теплоемкость С .

На основании электротепловой аналогии процесс теплообмена может быть представлен тепловой схемой, элементами которой являются источники и приемники тепловой энергии, и тепловые сопротивления (проводимости). Каждому узлу тепловой схемы ставится в соответствие определенная температура t. Переменные величины в тепловой схеме (тепловые потоки и перегревы) подчиняются законам Ома и Кирхгофа. На основании этих законов тепловые схемы могут быть преобразованы и упрощены.