Греберг-Основы учения о теплообмене (под редакцией Гухмана)
Понятие „теплообмен» охватывает совокупность таких явлений суть которых заключается в переносе некоторого количества теплоты из одной области пространства в другую. Этот перенос может осуществляться в трех совершенно различных по своей природе формах.
Первая форма теплообмена представляет собой перенос тепла посредством теплопроводности. Она характеризуется тем, что ее .возникновение обусловлено наличием вещественной среды, и тем, что теплообмен совершается только между непосредственно соприкасающимися частицами тела. Этот процесс можно себе представить как распространение тепла от частицы к частице.
Второй формой теплообмена является перенос тепла посредством конвекции. Этот перенос осуществляется в тех случаях, когда частицы тела меняют свое местоположение в пространстве и при этом выполняют роль носителей тепла. Такой процесс происходит в движущихся жидкостях и газах и всегда сопровождается передачей тепла посредством теплопроводности от частицы к частице при условии, что вся масса текущей жидкости не обладает одинаковой температурой. До тех пор пока мы рассматриваем области, расположенные внутри потока, и, следовательно, не обращаемся к про* цессам, происходящим на твердых поверхностях, которые ограничивают поток, или на его свободной поверхности, мы можем обе формы переноса тепла охватить одним понятием—теплопроводность в движущихся средах. Если же рассматриваются и твердые стенки то в общем случае между стенками и движущейся средой наблюдается теплообмен, который обусловлен тем, что частицы среды, соприкасающейся со стенкой, воспринимают от нее тепло и уносят его с собой. Теплообмен между средой и стенкой называют теплоотдачей.
Особая форма передачи тепла имеет место в том случае, если на границе раздела стенки и потока возникает изменение агрегатного состояния движущейся среды. Этот случай отвечает передаче тепла от поверхности нагрева кипящим жидкостям и от конденсирующихся паров поверхностям охлаждения.
Все процессы переноса тепла посредством конвекции существенно различаются между собой в зависимости от происхождения движения. Если в массе жидкости или газа имеются местные температурные неоднородности, то они сопровождаются неоднородным распределением плотности; это ведет к возникновению движения. Если эти неоднородности плотности являются единственной причиной движения, то говорят о свободном движении (или о поле течения, вызванного внутренними возбудителями). Во многих случаях, однако, имеют место и другие причины внешнего происхождения, обусловливающие возникновение и развитие движения. Если в предельном случае действие этих внешних причин столь значительно, что неоднородность поля плотности не оказывает влияния, то мы говорим о вынужденном движении (или о поле течения, возникающего под действием внешних возбудителей).
Третья форма теплообмена — перенос тепла посредством излучении. Эта форма характеризуется тем, что некоторая часть внутренней энергии тела преобразуется в энергию излучения и уже в такой форме передается через пространство. Встречая на своем пути другое тело, лучистая энергия полностью или частично вновь превращается в теплоту.
Эти различные формы переноса тепла редко встречаются в отдельности. Наоборот, в большинстве случаев они как-то сопутствуют друг другу. При этом может создаться впечатление, что происходит некий единый процесс; в соответствующих условиях даже целесообразнее при количественном исследовании рассматривать всю совокупность явлений как одно целое. В качестве иллюстрации приведем два примера.
Прежде всего рассмотрим потерю тепла тело, которое окружено воздухом и остывает без искусственного охлаждения. Тело теряет теплоту как благодаря излучению на более холодные поверхности, так й благодаря теплообмену с окружающим воздухом посредством теплопроводности и конвекции. В этом случае все три формы переноса тепла объединяются под одним названием общего охлаждения и соответственно для более холодного тела, находящегося в окружении нагретых тел, под названием общего нагревания.
В качестве второго примера рассмотрим случай, когда различные процессы также оказывается возможным охватить одним понятием, однако совершенно на другой основе, чем в предыдущем примере. Пусть одно и то же количество теплоты передается от некоторой движущейся жидкости ограничивающей ее твердой стенке, пронизывает эту стенку и на противоположной стороне передается другой движущейся среде. Такой процесс, рассматриваемый в целом, назыт вается теплопередачей.
Скачать—Греберг-Основы учения о теплообмене (под редакцией Гухмана)>>
Зеркало—Греберг-Основы учения о теплообмене (под редакцией Гухмана)>>
