Теплопередача

Теплообмен имеет исключительно важное значение для проведения процессов выпаривания, перегонки, сушки и многих других. Процессы, скорость протекания которых определяется скоростью подвода или отвода тепла (нагревание, охлаждение, выпаривание и др.), называются тепловыми процессами.

Теплообмен между телами может протекать самопроизвольно или с затратой механической работы. Тепло передается без затраты работы извне только от тел с высшей температурой к телам с низшей температурой. Это положение является основным для осуществления передачи тепла, так как согласно второму закону термодинамики переход тепла, от тела с низкой температурой к телу, обладающему более высокой температурой, без затраты механической энергии невозможен.

В технологических процессах требуется или возможно лучшая теплопередача или, наоборот, возможно лучшее предохранение тел от теплообмена. К первому случаю относится передача тепла в нагревательных и холодильных устройствах, а ко второму — защита от потерь тепла или изоляция для предотвращения термического воздействия.

Переход тепла из одной части пространства в другую может происходить действием теплопроводности, излучением и конвекцией.

Теплопроводность. Этот вид теплообмена возможен в условиях тесного соприкосновения между отдельными частицами тела и заключается в том, что тепловая энергия распространяется внутри тела от одной частицы к другой, соседней, находящейся в непосредственной близости, вследствие их колебательного движения. Частицы более нагретой части тела, сталкиваясь при колебательном движении с соседними частицами, сообщают им часть своей кинетической энергии, и таким образом тепловая энергия распространяется по всему телу. Этот процесс будет происходить до тех пор, пока не наступит полное равенство температуры во всем теле.

Тепловое излучение. При теплообмене излучением тепло распространяется в виде лучистой энергии. Выделяющееся тепло превращается в лучистую энергию, которая распространяется в пространстве, и в каком-нибудь другом месте полностью или частично превращается вновь в тепловую энергию.

Практически виды теплообмена редко наблюдаются раздельно; в большинстве случаев они связаны между собой и проявляются одновременно.

Сложный процесс перехода тепла от более нагретой жидкости к менее нагретой через разделяющую их стенку носит название теплопередачи.