Назад к списку

ВИДЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ПРИ ТЕРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ В ПЕЧАХ 

Электротермические процессы связаны с преобразованием электрическойэнергии в тепловую с переносом тепловой энергии внутри тела (твердого, жидкого, газообразного) или из одного объема в другой по законам теплопередачи. 

Теплопередачей (теплообменом) называется переход тепла из одной части пространства к другой, от одного тела к другому или внутри тела от однойего части к другой. Непременным условием теплообмена является наличиеразности температур отдельных тел или участков тел [6, 8].Различают стационарный и нестационарный теплообмен (рис. 2.1). 

Существуют три вида теплообмена, три различных способа передачи тепла (рис. 2.2).Теплопроводность обусловлена тепловым движением и энергетическимвзаимодействием микрочастиц (молекул, атомов, электронов), частицы с большей энергией (более нагретые и, следовательно, более подвижные) отдаютчасть своей энергии менее нагретым (менее подвижным). Скорость теплопередачи в этом случае зависит от физических свойств вещества, в частности от егоплотности. У плотных тел (металл) скорость теплопередачи больше, у пористых (пенопласт) – меньше. 


Тепловой поток через плоскую стенку при установившемся режиме (определяется по закону Фурье) пропорционален разнице температур поверхностистенки и обратно пропорционален термическому сопротивлению стенки.При передаче теплоты излучением энергия передается в форме электромагнитных волн. Этот вид теплопередачи может иметь место лишь в прозрачной для этих лучей среде.Каждое непрозрачное нагретое тело, находящееся в прозрачной среде, излучает во все стороны лучистую энергию, распространяющуюся со скоростьюсвета. При встрече с другими полностью или частично непрозрачными теламиэта лучистая энергия вновь превращается (полностью или частично) в тепло,нагревая эти тела. 

Следовательно, лучистый теплообмен сопровождается двойным превращением энергии – тепловой энергии в лучистую и затем вновь лучистой в тепловую.Если температуры тел, между которыми осуществляется лучистый теплообмен, различны, то в результате теплообмена между ними тепло будет передаваться от более нагретого тела к менее нагретому, одно из них будет нагреваться, а другое – снижать свою температуру.При излучении нагретого тела в неограниченное пространство (при односторонней теплопередаче) лучистый тепловой поток пропорционален постоянному коэффициенту излучения абсолютно черного тела, степени черноты тела,численно равной его поглощающей способности, и абсолютной температуренагретого тела.
Аналитическое решение задач, связанных с конвективным теплообменом,представляет значительные трудности, поскольку этот процесс описываетсясложной системой дифференциальных уравнений. Поэтому задачи конвективного теплообмена решают с использованием экспериментально полученныхконстант и величин. Тепловой поток конвективного теплообмена определяютна основании закона Ньютона – Рихмана. По этому закону тепловой поток прямо пропорционален поверхности омывания, режиму движения теплоносителя(коэффициент теплоотдачи) и разности температур стенки и газа или жидкости.