Контрольные вопросы по разделу «Тепловые процессы»

                                        (3.2)

где λ_f, c_p, p_f - теплопроводность, теплоемкость и плотность при p=const среды.

В правой части данного  уравнения первый член учитывает  молекулярный, а второй молярный (конвективный) перенос тепла.

Тепловое  излучение – это процесс распространения энергии с помощью электромагнитных колебаний. Источником этих колебаний являются заряженные частицы – электроны и ионы, входящие в состав излучающего вещества. Твёрдые тела и жидкости излучают волны всех длин, т.е. дают сплошной спектр излучения. При переносе теплоты излучением тепловая энергия вначале превращается в лучистую, а затем обратно: встречая на своем пути какое-либо тело, лучистая превращается в тепловую.

Тепловое  и световое излучение имеют одинаковую природу. Поток, лучеиспускаемый нагретым телом, попадая на поверхность другого лучеиспускающего тела, частично поглощается (Q_погл), частично отражается (Q_отр) и частично проходит сквозь тело без изменений (Q_пр).

Общая энергия  падающих на тело лучей:

Q=Q_погл+Q_отр+Q_пр ,                                          (3.3)

или                                            (3.4)

Количество энергии, излучаемое телом единицей поверхности F тела, характеризует лучеиспускательную способность Е тела:

                                                        (3.5)

где Q_л – энергия, излучаемая телом.

Лучеиспускательная  способность абсолютно черного  тела E₀ пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры его поверхности (закон Стефана-Больцмана):

                                                       (3.6)

где Т  – абсолютная температура тела,

К₀ – константа лучеиспускания абсолютно черного тела.

Закон Кирхгофа связывает лучеиспускательную (E) и лучепоглощающую способность серых тел:

Отношение лучеиспускательной способности любого тела к его лучепоглощающей способности при той же температуре является величиной постоянной, равной лучеиспускательной способности абсолютно черного тела.

Обычно в теплообменниках  происходит сочетание рассмотренных  видов переноса теплоты, причём в  разных частях аппарата это сочетание  может происходить по-разному. Например, в паровом котле от топочных газов к поверхности кипятильных трубок теплота передаётся всеми видами переноса – тепловым излучением, конвекцией, теплопроводностью; от внешней поверхности через слой сажи, металлическую стенку и слой накипи – только теплопроводностью, и, наконец, от внутренней поверхности к кипящей воде теплота передаётся в основном конвекцией.