4.1.0. Общие сведения
Опубликовано: 10.10.2018
Теплопередача (теплообмен) – это процесс передачи тепла из одной части пространства в другую. Известно, что тепло может передаваться от более нагретых тел к менее нагретым (это - одна из формулировок второго закона термодинамики).
При изучении процессов теплопередачи оперируют следующими основными величинами и их размерностями.
Количество тепла Q*измеряют в джоулях - Дж, килоджоулях – кДжили киловатт-часах - 
Тепловой поток Q –это количество тепла, передаваемое за единицу времени, измеряют в ваттах, киловаттах - Вт, кВт.
1Вт = 1 Дж/с; 1 кВт = 1 кДж/с.
Удельный тепловой потокq–это тепловой поток, отнесённый к единице поверхности. Его измеряют в Вт/м2 или кВт/м2.
Температура t- это термодинамическая характеристика точки пространства. Единицей температуры в СИ является кельвин К. Допускается применять в качестве единицы измерения температуры градус по шкале Цельсия оС. По величине один градус по шкале Цельсия (1оС) равен одному градусу по шкале Кельвина (1К).
Температурное поле – это совокупность значений температуры всех точек рассматриваемой среды в данный момент времени. Если температура поля t не зависит от времени и является только функцией координат поля (t= f(x,y,z)), то поле называют стационарным. Если она меняется во времени (t = f(x,y,z,τ)), то поле называют нестационарным.
Геометрическое место точек тела, имеющих одинаковую температуру, называется изотермической поверхностью.
Количественной характеристикой того, насколько резко меняется температура на бесконечно малом участке тела (практически в точке), является температурный градиент:
Температурный градиент – это вектор, перпендикулярный изотермической поверхности.
Если поле одномерное, то выражение (3.1) упростится:
Закон Фурье устанавливает зависимость величины теплового потока, проходящего через площадку F, от температурного градиента и теплопроводности материала.
При стационарном температурном поле количество теплоты, входящей в тело через более нагретые поверхности, равно теплоте, выходящей из него через менее нагретые поверхности: Qвх. =Qвых.
При нестационарном поле теплота, входящая в тело частично расходуется на его нагрев (так называемая аккумулированная теплота - Qакк., а другаявыходит из него: Qвх.=Qакк.+ Qвых.
Теплопередача может осуществляться теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением.
Теплопроводность - это процесс передачи тепла внутри тел или между ними обусловленный тепловым движением молекул и свободных электронов без заметного перемещения частиц тел.
Конвекция – это процесс переноса тепла при перемещении объёмов жидкости или газа из более нагретых областей в менее нагретые.
Тепловое излучение – это процесс передачи энергии электромагнитными волнами. Этот процесс возможен даже тогда, когда тела не соприкасаются между собой и разделены вакуумом.
В промышленных печах передача тепла осуществляется всеми тремя способами, но в зависимости от конструкции печи определяющим является тот или другой способ.