ТЕПЛОВЫе ПРОЦЕССы

ЛЕКЦИЯ 8

К тепловым относятся процессы, скорость которых определяется скоростью переноса энергии в форме теплоты, нагревания, охлаждения, испарения и конденсация. Нагревание – повышение температуры тел путем подвода к ним теплоты. Охлаждение – понижение температуры тел путем отвода от них теплоты. Частным случаем испарения является процесс выпаривания – концентрирования при кипении растворов твердых нелетучих веществ путем удаления жидкого летучего растворителя в виде паров. Конденсация – сжижение паров какого-либо вещества путем отвода от них теплоты.

Перенос энергии в форме теплоты происходит между телами с различной температурой и называется теплообменом. Движущей силой любого процесса теплообмена является разность температур более нагретого и менее нагретого тел. Теплообмен – это самопроизвольный процесс переноса теплоты. Аппараты, в которых осуществляются тепловые процессы, называют теплообменниками.

Теплопередача – это перенос теплоты от более нагретой среды к менее нагретой через разделяющую их стенку. Оба вещества, участвующие в теплопередаче, называются теплоносителями (более нагретый – горячим, менее нагретый – холодным).

Теплопередача является сложным процессом: этот процесс расчленяют на простые явления. Различают три элементарных способа переноса теплоты: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение.

Теплопроводность представляет собой процесс молекулярного переноса теплоты в сплошной среде, обусловленный наличием градиента температуры. Теплопроводность в чистом виде, как правило, встречается в твердых телах. Так, в металлах перенос теплоты теплопроводностью связан с перемещением свободных электронов и колебаниями атомов кристаллической решетки.

Конвекция происходит только в газах и жидкостях и состоит в том, что перенос теплоты осуществляется перемещающимися в пространстве макроскопическими объемами среды.

Тепловое излучение – это процесс переноса теплоты в виде электромагнитных волн с двойным взаимным превращением – тепловой энергии в лучистую и обратно.

В большинстве случаев теплота передается комбинированным (совокупным) путем. Совокупность всех трех видов переноса теплоты называется сложным теплообменом.

Различают установившийся и неустановившийся процессы теплообмена. В аппаратах непрерывного действия температура в различных точках не изменяется во времени, и протекающие процессы теплообмена являются установившимися (стационарными). В аппаратах периодического действия температура изменяется во времени, процессы теплообмена в таких аппаратах являются неустановившимися (нестационарными). Эти процессы имеют место также при пуске, остановке и изменении режимов работы аппаратов непрерывного действия.

Дата добавления: 2015-07-10