1. Основные способы передачи тепловой энергии.

Тепломассообмен – это наука о самопроизвольных необратимых процессах совместного переноса теплоты и массы компонента в пространстве с неоднородными полями температур и концентраций компонента.

Перенос теплоты осуществляется тремя основными способами:

Теплопроводность представляет собой молекулярный перенос теплоты в телах (или между ними), обусловленный переменностью температуры в рассматриваемом пространстве.

Конвекция возможна только в текучей среде. Под конвекцией теплоты понимают процесс ее переноса при перемещении объемов жидкости или газа (текучей среды) в пространстве из области с одной температурой в область с другой. При этом перенос теплоты неразрывно связан с переносом самой среды.

Т епловое излучение – процесс распространения теплоты с помощью электромагнитных волн, обусловленный только температурой и оптическими свойствами излучающего тела; при этом внутренняя энергия тела (среды)переходит в энергию излучения.

Совместный процесс переноса теплоты конвекцией и теплопроводностью наз. конвективным теплообменом.

Процесс передачи теплоты от горячей жидкости к холодной через разделяющую их стенку называется теплопередачей.

2. Основные положения теплопроводности. Температурное поле. Температурный градиент. В газах перенос энергии осуществляется путем диффузии молекул и атомов, а в жидкостях и твердых телах-диэлектриках – путем упругих волн. В металлах перенос энергии в основном осуществляется путем диффузии свободных электронов.

Температурное поле - совокупность значений температуры во всех точках изучаемого пространства для каждого момента времени. – время t- темп. Если температура изменяется с течением времени и от одной точки к другой. Такое поле отвечает неустановившемуся тепловому режиму теплопроводности и носит название нестационарного температурного поля. Если тепловой режим является установившимся, то температура в каждой точке поля с течением времени остается неизменной и такое температурное поле называется стационарным. Если температура есть функция двух координат, то поле называется двухмерным и его запись имеет вид Если температура есть функция одной координаты, то поле называется одномерным Наиболее простой вид имеет уравнение одномерного стационарного температурного поля

Температурный градиент. Изотермической поверхностью наз. геометрическое место точек в температурном поле, имеющих одинаковую температуру. Изотермы не пересекаются, не обрываются внутри тела, оканчиваются на поверхности, либо целиком располагаются внутри самого тела. Наибольший перепад температуры на единицу длины происходит в направлении нормали к изотермической поверхности. Градиент температуры есть вектор, направленный по нормали к изотермической поверхности в сторону возрастания температуры и численно равный производной от температуры по этому направлению где n₀ – единичный вектор, нормальный к изотермической поверхности и направленный в сторону возрастания температуры; ∂t / ∂n – производная температура по нормали n.