ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные виды теплообмена из "Теплотехника 1963 " Тепло самопроизвольно распространяется от тел с большей температурой к телам с меньшей температурой. При наличии разности температур в одном теле или во многих телах (твердых, жидких и газообразных) возникает процесс теплообмена или теплопередачи, который протекает тем интенсивнее, чем больше разность температур. Теплообмен является сложным процессом. Однако ради простоты изучения различают Три элементарных вида теплообмена теплопроводность (кон-дукцию), конвекцию и тепловое излучение. [c.171] Теплоцроводность определяется тепловым движением микрочастиц тела, т. е. движением структурных частиц вещества (молекул, атомов, электронов). Обмен энергией между движущимися частицами происходит в результате непосредственных столкновений их при этом молекулы более нагретой части тела, обладающие большей энергией, сообщают долю ее соседним частицам, энергия которых меньше. В газах перенос энергии лроисходит путем диффузии молекул и атомов, в жидкостях и твердых диэлектриках — путем упругих волн. В металлах перенос энергии осуществляется диффузией свободных электронов значение упругих колебаний кристаллической решетки в этом случае не имеет существенного значения. [c.171] Однако в теории теплопроводности не рассматривается движение структурных частиц, а она базируется на анализе макропроцессов. [c.171] Математическая формулировка основного закона теплопроводности принадлежит французскому ученому Фурье, опубликовавшему его в 1822 г. [c.171] Количество тепла д, приходящееся на 1 стенки в час, называется удельным тепловым потоком и выражается размерностью ккал м - ч). [c.171] Вектор теплового потока в общем случае можно разложить по осям координат. [c.171] Из уравнения (10-1) следует, что величина удельного теплового потока прямо пропорциональна коэффициенту теплопроводности % и падению температуры сИ в бесконечно тонком слое йх. [c.172] Температура тела в общем случае является функцией координат X, у, г изменяется в зависимости от времени т, т. е. / = / х, у, г, т). [c.172] Производная — представляет собой температурный градиент, показывающий, насколько интенсивно изменяется температура по толщине стенки таким образом, температурный градиент характеризует напряженность температурного поля. [c.172] Тепловой поток и градиент температуры имеют направление и изображаются векторами. Знак минус в уравнении (10-1) поставлен потому, ЧТО тепло распространяется в сторону падения температуры и, следовательно, приращение температуры в этом направлении имеет отрицательное значение. [c.172] Тепловое излучение представляет процесс превращения тепла в лучистую энергию и передачи ее в окружающее пространство. [c.173] При нагревании тел часть тепла в результате атомных возмущений неизбежно преобразуется в лучистую энергию. Носителями лучистой энергии являются электромагнитные волны (распространяющееся элек-тромагнитое поле) или в другом представлении фотоны (кванты энергии). [c.173] Следовательно, природа тепловых и световых (видимых) лучей одна и та же. Электромагнитное поле является формой материи и здесь уместно вспомнить слова акад. С. И. Вавилова Солнечные лучи несут с собой солнечную массу. Свет — не бестелесный посланник Солнца, а само Солнце, часть его, долетевшая до нас в совершенной, раскрытой в энергетическом смысле форме, в форме света . Выдающемуся русскому физику проф. П. Н. Лебедеву в 1900 г. удалось измерить давление, производимое светом, и таким образом доказать материальную сущность света. [c.173] Тепловое излучение различных тел определяется их тепловым состоянием, а также природными свойствами. Температура резко влияет на лучеиспускательную способность тел, т. е. на количество энергии, излучаемой единицей поверхности тела за единицу времени. Тело, обладающее при данной температуре наибольшей излучательной способностью, называется абсолютно черным телом. Таких тел в природе не существует и все реальные тела излучают при одной и той же температуре только часть энергии абсолютно черного тела. [c.173] Гг и — абсолютные температуры газов и стенки (поверхности), °К. [c.174] Из формулы (10-5) видно, что количество тепла, переданного лучеиспусканием, зависит от разности четвертых степеней абсолютных температур Гг излучателя и Тс поверхности, воспринимающей тепло. Поэтому в печах и топках при высоких температурах газов лучистая теплоотдача протекает очень интенсивно. [c.174] Вернуться к основной статье