Вернутся на главную

Механизмы теплопереноса


Механизмы теплопереноса на нашем сайте

Статьи
Статьи для студентов
Статьи для учеников
Научные статьи
Образовательные статьи Статьи для учителей
Домашние задания
Домашние задания для школьников
Домашние задания с решениями Задания с решениями
Задания для студентов
Методички
Методические пособия
Методички для студентов
Методички для преподавателей
Новые учебные работы
Учебные работы
Доклады
Студенческие доклады
Научные доклады
Школьные доклады
Рефераты
Рефератывные работы
Школьные рефераты
Доклады учителей
Учебные документы
Разные образовательные материалы Разные научные материалы
Разные познавательные материалы
Шпаргалки
Шпаргалки для студентов
Шпаргалки для учеников
Другое

В учении о теплообмене рассматриваются процессы распростра­нения теплоты в твердых, жидких и газообразных телах. Эти процессы по своей природе весьма многообразны, отличаются большой сложностью и обычно развиваются в виде це­лого комплекса разнородных явлений.

Перенос теплоты может осуществляться тремя способами: теп­лопроводностью, конвекцией и излучением, или радиацией. Эти формы теплообмена глубоко различны по своей природе и харак­теризуются различными законами.

Процесс переноса тепла теплопроводностью происходит между непосредственно соприкасающимися телами или частицами тел с различной температурой. Учение о теплопроводности однородных и изотропных тел основано на простых количественных законах и распо­лагает хорошо разработанным математическим аппаратом. Тепло­проводностьпредставляет собой, согласно взгля­дам современной физики, молекулярный процесс передачи теплоты. В металлах при такой передаче теплоты большую роль играют свободные электроны.

Известно, что при нагревании тела кинетическая энергия его молекул возрастает. Частицы более нагретой части тела, сталкива­ясь при своем беспорядочном движении с соседними частицами тела, сообщают им часть своей кинетической энергии. Этот процесс по­степенно распространяется по всему телу. Перенос теплоты теплопроводностью зависит от физических свойств тела, от его гео­метрических размеров, а также от разности температур между раз­ными частями тела. При определении переноса теплоты теплопроводностью в реальных телах встречаются трудности, которые на практике удовлетворительно не решены. Эти трудности состоят в том, что тепловые процессы развиваются в неоднородной среде, свойства которой зависят от температуры и изме­няются по объему; кроме того, трудности возрастают с увеличением сложности конфигурации системы.

Второй вид переноса теплоты называют конвекцией. Конвекция происходит только в газах и жидкостях. Этот вид переноса теплоты осуществляется при перемещении и перемешивании всей массы не­равномерно нагретых жидкости или газа. 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. В жидкостях и га­зах перенос теплоты конвекцией всегда сопровождается теплопровод­ностью, так как при этом осуществляется и непосредственный кон­такт частиц с различной температурой.

Одновременный перенос теплоты конвекцией и теплопроводно­стью называют конвективным теплообменом; он может быть свобод­ным и вынужденным. Если движение рабочего тела вызвано искус­ственно (вентилятором, компрессором, мешалкой и др.), то такой конвективный теплообмен называют вынужденным. Если же движе­ние рабочего тела возникает под влиянием разности плотностей отдельных частей жидкости от нагревания, то такой теплообмен называют свободным, или естественным, конвективным тепло­обменом.

Третий вид теплообмена называют излучением, или радиацией. Процесс передачи теплоты излучением между двумя телами, разде­ленными полностью или частично пропускающей излучение средой, происходит в три стадии: превращение части внутренней энергии одного из тел в энергию электромагнитных волн, распространение электромагнитных волн в пространстве, поглощение энергии излучения другим телом. При сравнительно невысоких температурах перенос энергии осуществляется в основном инфракрасными лу­чами.

Передача теплоты излучением протекает независимо от процес­са теплопроводности и конвекции, однако последние в большинстве случаев сопутствуют радиации. Совокупность всех трех видов пере­носа теплоты называют сложным теплообменом. Однако изучение закономерностей сложного теплообмена представляет собой до­вольно трудную задачу. Поэтому, изучают порознь каждый из трех видов теплообмена, после чего становится возможным вести расчеты, относящиеся к сложному теплообмену.





Название статьи Механизмы теплопереноса