СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ В ТЕПЛОВОЙ ФОРМЕ

Среди различных явлений, сопровождающих рабочие процессы тепловых машин, центральное место занимает процесс передачи энергии на мик­роуровне (в форме теплоты) внутри тел и между телами. Это явление принято называть теплообменом.

Понятие теплообмена охватывает совокупность всех явлений, при кото­рых имеет место переход энергии на микроуровне (невидимом для нашего зрения) из одной части пространства в другую. Этот переход может происходить тремя различными по своему существу способами.

Первый способ (механизм) в чистом виде имеет место в однородных твердых телах и заключается в том, что энергия передается из одной части тела в другую путем непосредственного соприкосновения между ма­териальными частицами тела, т. е. путем энергетического взаимодействия между частицами. Такой способ принято называть теплопроводностью Или кондукцией (от латинского слова Conductor — проводник).

Вторым способом (механизмом) является передача энергии путем кон­векции (от латинского слова Convectio — принесение). Этот способ наблюда­ется тогда, когда материальные частицы какого-либо тела изменяют свое положение в пространстве и переносят содержащуюся в них энергию из одного места в другое. Такое явление имеет место при движении жидко­стей и газов и всегда сопровождается теплопроводностью, т. е. передачей энергии от одной частицы к соседней, если только во всей текущей массе нет равенства температур. Одновременный перенос энергии конвекцией и теплопроводностью обычно называют конвективным теплообменом.

Обычно движение среды (капельной жидкости или газа) происходит в условиях ограничения ее твердыми стенками. При этом будет иметь место обмен энергией на микроуровне между движущейся средой и окружающи­ми ее стенками. Такого рода теплообмен называют теплоотдачей.

Третий способ (механизм) состоит в переносе энергии на микроуровне в пространстве электромагнитными колебаниями. Этот вид передачи энер­гии принято называть лучистым теплообменом или теплообменом излу­чением.

В реальных условиях обмен энергией на микроуровне между телами крайне редко осуществляется по одному из рассмотренных выше меха­низмов. Обычно имеет место энергообмен двумя, а еще чаще всеми тремя способами одновременно.

Так, например, часть энергии продуктов сгорания в цилиндре поршне­вого ДВС передается в охлаждающую жидкость и конвекцией, и лучеис­пусканием, и теплопроводностью.