Виды теплообмена.

 

Теплопроводность

Передача тепла осуществляется путем переноса теплоты (внутренней энергии) при непосредственном соприкосновении тел с различной температурой. При этом энергия передается от одной частицы к другой в результате колебательного движения частиц и непосредственных соударений молекул. В твердых телах, обладающих упорядоченной молекулярной структурой, теплопроводность является основным видом распространения тепла. В газах и жидкостях из–за подвижности не только микрочастиц, но и микрообъемов вещества перенос тепла осуществляется также и другими способами.

Конвективный теплообмен (теплоотдача)

конвекцияПроцесс теплообмена между поверхностью тела и окружающей средой происходит в жидкостях или газах от поверхности твердого тела или его поверхности одновременно конвекцией и теплопроводностью. От поверхности твердого тела к потоку жидкости теплота распространяется через пограничный слой за счет теплопроводности, а от пограничного слоя в ядро потока жидкости или газа – в основном конвекцией.

Различают теплоотдачу при свободной и вынужденной конвекции. Перемещение частиц жидкости или газа в объеме аппарата или теплообменных устройств в результате разности плотностей нагретых и холодных частиц жидкости или газа называется свободной или естественной конвекцией. Скорость естественной конвекции обусловлена физическими свойствами жидкости и разностью температур между горячими и холодными частицами, а также объемом, в котором происходит этот процесс.

Вынужденная, или принудительная, конвекция возникает под действием насоса или вентилятора и др. Она определяется физическими свойствами среды, скоростью ее движения, формой и размерами канала передвижения потока. При вынужденной конвекции теплообмен происходит значительно интенсивнее, чем при естественной. Передача тепла вынужденной конвекцией происходит, например, при перемешивании объема мешалкой.

Тепловое изучение (лучеиспускание)

тепловое излучениеПеренос теплоты осуществляется электромагнитными волнами. При этом происходит двойное преобразование энергии. Вначале энергия теплового движения молекул преобразуется в энергию электромагнитного излучения. Затем происходит поглощение электромагнитного излучения другим телом и превращение ее в энергию теплового движения молекул. Воздух, через который передается тепловое излучение, практически не нагревается.

Тепловое излучение подводит теплоту к глубине высушиваемого материала, а не к ее поверхности в связи с тем, что обладает проникающей способностью электромагнитных волн в данном диапазоне их длин. Теплоту переносят волны длиной 0,6–104 мкм. Этот диапазон охватывает красное, инфракрасное и сверхвысокочастотное (СВЧ) радиоволновое излучение.

Интенсивность теплового излучения резко возрастает с повышением температуры и при температурах, превышающих +600 °С, приобретает доминирующее значение по сравнению с другими способами передачи тепла.

<<< Читайте ранее