ВВЕДЕНИЕ

Сбережение или сохранение тепловой энергии во многом зависит от процессов распространения теплоты в телах и процессов обмена теплотой между телами. Процессы теплообмена являются состав­ной частью тепловых процессов машин, двигателей, аппаратов, ограждающих конструкций зданий и сооружений. В вопросах теплообмена и энергосбережения можно выделить две основные задачи.

Определение количества теплоты, которое при заданных условиях проходит из одной части тела в другую или передается от одного тела к другому. Эта задача является главной при расчетах теплооб-менных аппаратов, теплопередачи через плоские, цилиндрические стенки, определении потерь теплоты через изоляцию и т.п.

Определение температуры в различных участках тела, участвующего в процессе теплообмена. Эта задача является важной при расчете деталей машин, ограждающих конструкций, так как прочность материалов зависит от температуры, а неравномерное распределение температуры вызывает появление термических напряжений.

Существуют три основных способа переноса тепловой энергии:

теплопроводность - перенос теплоты от более нагретых к менее нагретым участкам тела за счет теплового движения и взаимодействия микрочастиц, что приводит к выравниванию температуры тела;

конвекция - перенос теплоты за счет перемещения частиц вещества в пространстве и наблюдает­ся в движущихся жидкостях и газах;

тепловое излучение - перенос энергии электромагнитными волнами при отсутствии контакта между телами.

В большинстве случаев передача теплоты между телами осуществляется одновременно двумя или тремя способами. Например, обмен теплотой между твердой поверхностью и жидкостью (или газом) происходит путем теплопроводности и конвекции одновременно и называется конвективным теплооб­меном или теплоотдачей. В паровых котлах в процессе переноса теплоты от топочных газов к теплоно­сителю (воде, пару, воздуху) одновременно участвуют все три вида теплообмена - теплопроводность, конвекция и тепловое излучение. Перенос теплоты от горячей жидкости к холодной через разделяющую их стенку называют процессом теплопередачи.

Теплопроводность - процесс распространения (переноса) теплоты путем непосредственного сопри­косновения микрочастиц, имеющих различную температуру, или путем соприкосновения тел (или их частей), когда тело не перемещается в пространстве. Механизм передачи теплоты носит молекулярный или электронный характер.

В теплофизике принято считать, что любое тело состоит из мельчайших частиц. В элементах тела, которые подвержены нагреванию, молекулы начинают двигаться, в результате чего возникают упругие волны, которые передаются от большей температуры к меньшей. Это приводит к выравниванию темпе­ратуры тела. Такой молекулярный перенос теплоты наблюдается в твердых телах, диэлектриках, жид­костях и газах. В металлах к этому явлению добавляется движение свободных электронов, поэтому теп­лопроводность металлов выше, чем в диэлектриках, жидкостях и газах.

Теплопроводность жидкостей и газов может рассматриваться только в тех случаях, когда они во всем объеме находятся в неподвижном состоянии. В реальных практических условиях внутри жидко­стей и газов имеет место относительное и непрерывное движение частиц, передача тепловой энергии

В книге рассмотрены основные количественные и качественные закономерности протекания этих как элементарных, так и более сложных процессов. Чтобы облегчить изучение вопросов энергосбере­жения, каждый из способов теплообмена рассматривается отдельно.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я