12 Общие сведения о передаче тепловой энергии

Теплопередача — физический процесс передачи тепловой энергии от более горячего тела к менее горячему, либо непосредственно (при контакте), или через разделяющую (тела или среды) перегородку из какого-либо материала. Когда физические тела одной системы находятся при разной температуре, то происходит передача тепловой энергии, или теплопередача от одного тела к другому до наступления термодинамического равновесия. Самопроизвольная передача тепла всегда происходит от более горячего тела к менее горячему, что является следствием второго закона термодинамики

Виды теплообмена[править | править вики-текст]

Всего существует три простых (элементарных) механизма передачи тепла:

Теплопроводность

Конвекция

Тепловое излучение

Существуют также различные виды сложного переноса тепла, которые являются сочетанием элементарных видов. Основные из них:

теплоотдача (конвективный теплообмен между потоками жидкости или газа и поверхностью твёрдого тела);

теплопередача (теплообмен от горячей среды (жидкость, газ или твердое тело) к холодной через разделяющую их стенку);

конвективно-лучистый перенос тепла (совместный перенос тепла излучением и конвекцией);

термомагнитная конвекция

Внутренние источники теплоты - понятие теории теплопередачи, которое описывает процесс производства (реже поглощения) тепловой энергии внутри материальных тел без какого-либо подвода или переноса тепловой энергии извне. К внутренним источникам теплоты относятся:

тепловыделение при работе электрического тока

тепловыделение при ядерных реакциях

тепловыделение при химических реакциях

Коэффициент теплопередачи[править | править вики-текст]

Коэффициент теплопередачи показывает, какое количество теплоты переходит в единицу времени от более нагретого к менее нагретому теплоносителю через 1 см2 теплообменной поверхности при разности температур между теплоносителями °С.

Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции

Основная статья: Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций

Величина, выражающая удельный тепловой поток, Вт/см2 •°С, проходящий за секунду через 1 см2 поверхности ограждения при разности температур на её поверхности, равной 1 °С. Наиболее часто используется величина Вт/м*°К. Данная величина приводится во всех без исключения справочниках и выражает тепловой поток проходящий за один час через 1 м квадратный поверхности при разнице температур в один градус. Наибольшее распространение в строительстве используется обратная величина "Коэффициент термического сопротивления" ограждающей конструкции.

13- Рациональное энергоиспользование в системах производства и распределения энергоносителей

Теплота передается от котельной энергоносителями, в качестве которых используется пар или вода. Существует несколько конкурирующих вариантов производства и распределения энергоносителей – централизованное от теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) или районной котельной (РК), или автономное от автономных источников тепла. Здесь, в соответствии с названием главы, мы рассмотрим два варианта теплоснабжения – централизованное от районной котельной или автономное. Рассматриваемые варианты являются классически альтернативными, так как имеют совершенно противоположные достоинства и недостатки. Достоинством централизованного варианта от районной котельной является возможность обеспечения более высокого коэффициента использования топлива, так как температура его сгорания на более крупных котельных выше, чем при сжигании в автономных теплофикационных установках. Однако при централизованном теплоснабжении требуется транспортировка теплоты к рассредоточенным потребителям, а значит неизбежны транспортные потери или дополнительные затраты на теплоизоляцию теплотрассы. Автономные теплофикационные установки имеют более низкую температуру сгорания топлива, чем крупные районные котельные, но совершенно не имеют транспортных теплопотерь, так как при автономном теплоснабжении нет нужды в транспортировке теплоты. Таким образом, для выбора варианта теплоснабжения необходимо сравнить расход топлива, который определяется исходя из следующих соображений.

QТР ЦТ = ∑Q1j + QПОТ ЦК + QПОТ ТТ

где QТР ЦТ – требуемое количество теплоты при централизованном теплоснабжении, Дж.;

∑Q1j – сумма полезно потребляемой теплоты j-тыми потребителями, Дж.;

QПОТ ЦК – потери теплоты в центральной котельной, Дж.; QПОТ ТТ – потери теплоты в теплотрассе, Дж