Общие понятия о процессе теплообмена

Теплообменом называется необратимый самопроизвольный процесс переноса тепловой энергии в пространстве с неоднородным полем температуры. В общем случае теплообмен может вызываться также неоднородностью полей других физических величин (например, концентраций, вызывающих диффузионный термоэффект).

Теплообмен между физическими телами (или системами) вызывается наличием разности температур между ними. По второму закону термодинамики такой перенос тепла всегда имеет определенную направленность от более нагретого тела к более холодному.

Процессы теплообмена могут быть стационарными и нестационарными. При наличии одинаковых по мощности источников тепловыделения и теплопоглощения имеют место стационарные процессы теплообмена при постоянстве температур в отдельных точках во времени.

Совокупность значений температур во всех точках рассматриваемого тела называется температурным полем.

Существуют три основных способа передачи тепловой энергии:

· теплопроводность;

· конвективный теплообмен;

· теплообмен излучением.

Теплопроводность – это обмен энергией при непосредственном соприкосновении отдельных частиц тела, имеющих различную температуру. Такой процесс теплообмена в основном происходит в твердых телах.

Конвекция – теплообмен, проявляющийся только в реальных жидкостях или газах в форме переноса тепла при перемещении частиц или объемов веществ из одной области в другую.

Излучение – теплообмен путем распространения лучистой энергии, т.е. электромагнитных волн определенной длины.

Сложный процесс теплообмена (теплопроводность, конвекция и излучение) между разного рода теплоносителями, разделенными теплопроводящей стенкой называется теплопередачей.