Our Solutions
Промышленные инструменты и решения

Как происходит передача тепла?

Compressed Air Wiki Thermodynamics Basic Theory Physics of Air Compressors

Термодинамика является одной из самых интересных отраслей физики, особенно применительно к воздушным компрессорам. В этой статье мы рассмотрим процесс передачи тепла в рамках нашего введения в термодинамику.

Как происходит передача тепла?

процесс передачи тепла

Любая разность температур внутри тела или между различными телами или системами приводит к передаче тепла, пока не будет достигнуто температурное равновесие. Такая теплопередача может осуществляться тремя различными путями:

  • проводимость
  • конвекция
  • излучение

В реальных ситуациях передача тепла происходит всеми тремя путями одновременно, но в разной степени.

Передача тепла путем проводимости

Проводимость представляет собой процесс передачи тепла путем прямого контакта частиц. Она возникает между твердыми телами или между тонкими слоями жидкости или газа. Вибрирующие атомы передают часть своей кинетической энергии соседним атомам, которые вибрируют меньше.

Теплопередача путем конвекции

Конвекция — это передача тепла между горячей поверхностью твердого тела и прилегающей неподвижной или движущейся текучей средой (газом или жидкостью), усиленная перемешиванием текучей среды. Она может происходить в виде свободной конвекции, при естественном движении в среде из-за разной плотности и температуры. Кроме того, это может быть принудительной конвекцией с движением жидкости, вызванным механическими устройствами, например, вентилятором или насосом. В результате повышенной скорости перемешивания принудительная конвекция обеспечивает значительно большую теплопередачу.

Теплопередача путем излучения

Излучение представляет собой передачу тепла через пустое пространство. Все тела с температурой выше 0 °К выделяют тепло в виде электромагнитного излучения во всех направлениях. Когда тепловые лучи попадают на тело, часть энергии поглощается и преобразуется в тепло этого тела. Лучи, оставшиеся не поглощенными, проходят через тело или отражаются им. В реальных ситуациях передача тепла представляет собой сумму теплообменов путем проводимости, конвекции и излучения, происходящих одновременно.

Передача тепла в каждой точке теплообменника зависит от преобладающей разности температур и общего коэффициента теплопередачи. Для ее расчета необходимо использовать логарифмическую среднюю разность температур Өm вместо линейной арифметической разности ΔT.

 формула логарифмической средней разности температур

Логарифмическая средняя разность температур определяется как соотношение между разностями температур на двух сторонах соединения теплообменника в соответствии со следующим выражением:

Другие статьи по этой теме

Введение в термодинамику: основные принципы и законы газа

Чтобы понять процесс получения сжатого воздуха, необходимо определить некоторые базовые физические понятия. Узнайте больше о термодинамике и о том, как эта теория важна для понимания работы воздушных компрессоров.

Изменения в состоянии газов

Чтобы понять процесс получения сжатого воздуха, необходимо определить некоторые базовые физические понятия. Узнайте больше о термодинамике и о том, как эта теория важна для понимания работы воздушных компрессоров.

Поток газа через трубопроводы и дросселирование

Чтобы понять процесс получения сжатого воздуха, необходимо определить некоторые базовые физические понятия. Узнайте больше о термодинамике и о том, как эта теория важна для понимания работы воздушных компрессоров.