Fundamentals of Heat Transfer

I termisk engineering, omhandler varmeoverføring med overføring av varme fra en fysisk system til et annet. Når behandlingen av en gjenstand, mengden av termisk energi som er tilstede i gjenstanden er direkte relatert til de kinetiske energinivåer i sine molekyler. Med andre ord, jo raskere molekyl som utgjør en gjenstand bevege seg rundt, jo høyere temperaturen av det objekt vil bli. Men for å forstå den måte på hvilken molekylene i en bestemt tilstand samhandle og overføre varme, er det viktig å forstå de grunnleggende av ledning, konveksjon og stråling.

conduction

I ledning, molekyler med større kinetisk energioverføring sin varmeenergi til molekyler med mindre kinetisk energi gjennom direkte kollisjoner. Dette er de mest fremtredende hjelp av varmeoverføring mellom faste gjenstander i termisk kontakt. To spesifikke typer av lednings er stabil tilstand ledning, karakterisert ved at temperaturforskjellen tilrettelegge ledning er konstant, og forbigående ledning, som oppstår når temperaturen til et objekt økning eller reduksjon i forhold til en funksjon av tid. Vanligvis væsker er mindre ledende enn faststoffer, og gasser som er mindre ledende enn væsker.

konveksjon

Varme overføres fra ett sted til et annet gjennom bevegelse av væsker er kjent som konveksjon. Konvektiv varmeoverføring kombinerer virkningene av ledning og fluidstrøm, og er den primære form for varmeoverføring i både væsker og gasser. Newtons lov av kjøle om at det i konveksjon, er hastigheten av varmetapet fra et legeme proporsjonalt med differansen i temperatur mellom kroppen og dens omgivelser. Det finnes to vanlige typer konveksjon. I naturlig konveksjon, variasjoner i temperatur skape variasjoner i fluidtetthet, noe som i sin tur skape oppdriftskrefter som resulterer i flytende bevegelse. I tvungen konveksjon, er imidlertid mekaniske midler kunstig fremkalt konveksjonsstrømmer som tvinger strømningen av fluid over en overflate.

Stråling

Som følge av tilfeldige bevegelser av ladede molekyler og atomer i materie, er varmestrålingen utslipp av elektromagnetiske bølger som bærer energi bort fra overflaten av et objekt. I motsetning til i ledning og konveksjon, kan varmestråling være fokusert på et bestemt sted ved hjelp av reflekterende enheter. Solcellepaneler er et vanlig eksempel på hvordan konsentrert termisk stråling utnyttes til å produsere elektrisitet.

Mass Transfer

I massetransport, er termisk energi flyttes gjennom fysisk overføring av en varm eller kald gjenstand fra en posisjon til en annen. Plassere isbiter i et glass til å kjøle ned drikke er et enkelt eksempel på masseoverføring; Men programmer i termiske dynamikk - som dampgenerering i kraftverk - kan være mye mer komplisert.