Теплообмін. Способи передавання тепла

Тепло від більш нагрітого тіла до менш нагрітого пере­дається вільно і має назву теплообміну. Існують два види теплообміну: зіткненням і випромінюванням. Теплообмін зіткненням проходить за безпосереднього контакту тіл з різною температурою, а випромінюванням — за відсутності контакту між ними.

Тепло поширюється трьома способами: теплопровідністю, конвекцією, випромінюванням.

Перехід тепла від одного середовища до іншого, пов'язано­го з поширенням тепла всередині тіла, називається теплопро­відністю. Найбільшу теплопровідність мають метали. Тому апаратуру і посуд виготовляють із чавуну, сталі, сплавів алюмінію.

Передавання тепла конвекцією пов'язане з перенесенням самого середовища, і теплообмін залежить від характеру та швидкості руху рідини або газу. Розрізняють два види руху: вільний та примусовий. Якщо рух здійснюється за різниці гус­тоти нагрітого та холодного середовища, то він називається вільним (природна конвекція), а якщо якою-небудь зовніш­ньою силою (робота вентилятора, насоса), — примусовим (при­мусова конвекція). У процесі нагрівання рідини, що міститься в котлі, спочатку нагріваються частинки, розташовані біля стінок: вони легші, тому піднімаються догори, а їх місце зай­мають холодніші частинки, тобто проходить циркуляція ріди­ни як біля стінок, так і по всьому об'єму.

Передавання тепла випромінюванням пов'язане з по­двійним перетворенням енергій: теплова енергія теплішої поверхні перетворюється на променеву, яка переноситься через простір і, потрапляючи на холоднішу поверхню, зно­ву перетворюється на теплову енергію. Передавання тепла випромінюванням при високих температурах інтенсивніше, ніж інші види теплопередавання.

Процеси передавання тепла теплопровідністю, конвекцією та випромінюванням на практиці проходять одночасно і за взаємодії.