И радиационно – кондуктивный теплообмен – перенос тепла совместно теплопроводностью и излучением.

Математическое моделирование процессов переноса тепла. Исходные положения.

Теплообмен – самопроизвольный необратимый процесс переноса теплоты в пространстве с неоднородным распределением температуры. Различают три основных механизма переноса теплоты, принципиально отличающиеся по физической природе:

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ – перенос теплоты в сплошной среде, обусловленный градиентом температуры и осуществляемый за счет распространения упругих волн колеблющихся атомов или молекул (в диэлектриках) или (в теплопроводящих средах) за счет движения свободных электронов или колебаний атомов в кристаллах (в металлах).

КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН – перенос теплоты, обусловленный движением макроскопических элементов сплошной среды (жидкости или газа) в пространстве, сопровождающийся теплопроводностью. Наиболее распространенный случай – это ТЕПЛООТДАЧА – конвективный теплообмен между движущейся средой и твердой поверхностью (стенкой).

ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН (ИЗЛУЧЕНИЕ), обусловлен превращением энергии внутренней в энергию электромагнитных волн, распространяющихся в внешней среде и сопровождающийся отражением этих волн, их пропусканием и частичным поглощением. Как правило зачастую эти три основные формы переноса тепла совершаются одновременно.

Распространенными формами сложного теплообмена является радиационно – конвективный – теплообмен, обусловленный совместным переносом теплоты излучением, теплопроводностью и конвекцией.

и радиационно – кондуктивный теплообмен – перенос тепла совместно теплопроводностью и излучением.

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА – процесс переноса тепла между двумя теплоносителями (движущимися средами, используемыми для переноса теплоты), разделенными твердой стенкой (сочетание процессов конвекции, теплопроводности, в отдельных случаях добавляется и излучение).

Введем понятия и их определения, характеризующие процесс теплопроводности: ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ – совокупность значений температур T в всех точках тела (сплошной среды) в некоторый фиксированный момент времени: стационарное (установившееся) – зависящая только от пространственных координат - нестационарное (неустановившееся) – зависящее и от времени.