Введение

Теплопередачей, или теорией теплообмена, на­зывается раздел науки о закономерностях процессов распростра­нения тепла в телах и процессов обмена теплотой меж­ду ними. Практически все энергетические процессы сопровождаются  выделением теплоты, теплообменными процессами.  Значение  теории тепломассообмена в технике велико. Процессы теплообмена происходят почти повсеместно, они сопровождают  рабочие процессы машин, двигателей, аппаратов, процессы в системах жизнеобеспечения населения в коммунальном хозяйстве жилых поселков и городов.

В теории теплообмена можно выделить две основные задачи.

Первая задача — определение количества теплоты, которое при заданных условиях переходит из одной части тела в другую или передается от одного тела к другому. Эта задача является главной при расчете теплообменных аппаратов, при расчете потерь тепла через изоляцию и т. п.

Вторая задача — определение температуры в различ­ных участках тела, участвующего в процессе теплообмена. Эта задача имеет важное значение для расчета температурных режимов эксплуатации дета­лей машин и различных конструкций, так как прочность материалов сильно зависит от температуры, а неравномерное распре­деление температуры вызывает термических напряжений.

В теории тепломассообмена различают три механизма (способа) передачи теплоты: теплопроводность, конвекция и лучистый теплообмен.

Первые предполагают  наличия материальной среды между телами, между которыми происходит процесс обмена теплотой.

Передача теплоты  путем обмена кинетической энергией теплового движения между микрочастицами (атомами, молекулами, электронами)  называется теплопроводностью.

Ещё посмотрите лекцию "9 Интерполяторы" по этой теме.

Передача теплоты  путем перемещения и перемешивания  макрообъемов среды называется конвекцией.

При третьем способе тепловая энергия   может передаваться как че­рез промежуточные среды, прозрачные для элек­тромагнитного излучения, так и через «пустое» про­странство (вакуум) путем обмена квантами электромагнитного излучения.

В большинстве случаев передача теплоты между те­ла   осуществляется не одним способом, а одновремен­но двумя или тремя способами, которые оказывают влияние друг на друга.

 Чтобы облегчить изуче­ние теплообмена, каждый из способов вначале  анализируется отдельно, а затем и с учетом взаимного влияния.

Теории теплообмена опирается на  первый и второй законы термодинамик». Первый закон, как одно из выражений закона сохранения энергии используется при составлении уравнений теплового баланса (в том числе при составлении уравнений теплопередачи). Второй закон термодинамики определяет направление процесса переноса теплоты, распространяющейся от более нагретого тела к менее нагретому, в направлении противоположном температурному градиенту,  что учитывается введением  знака  (- ) в расчетных уравнениях теплопередачи.

В теории тепло­обмена для описания конкретных физических процессов используются и другие, более частные физические законы (закон Фурье, закон Ньютона-Римана, закон Планка и др.).