Виды теплопередачи

 

технолог литейного производства

Виды теплопередачи осуществляются с помощью теплопроводности, конвекции и теплового излучения.

Теплопроводность – процесс передачи теплоты при непосредственном соприкосновении тел (твердого, жидкого и газообразного) или от одной части тела к другой за счет  теплового движения молекул и свободных  электронов.

Конвекция – процесс передачи теплоты  при непосредственном соприкосновении тел (жидкого и газообразного) при интенсивном  перемешивании  движущейся среды.

   Тепловое излучение – процесс передачи теплоты в виде электромагнитных волн, который возможен даже тогда, когда тела находятся на расстоянии одно  от другого.

В печах в процессе передачи теплоты участвуют все три  вида теплопередачи, но в зависимости от конструкции печи и ее температурного режима тот или иной вид  может быть  определяющим.

виды теплопередач

Изображение взято из открытого источника- яндекс. картинки

Например, в печах  с температурой до 600 ᴼ С основное количество теплоты к поверхности нагреваемого тела передается за счет  конвекции.  В печах с температурой 1200ᴼ С и выше основное количество теплоты к поверхности нагреваемого тела  передается излучением.

По этой причине все  низкотемпературные печи  оборудованы вентиляторами, которые обеспечивают интенсивную циркуляцию  газов в рабочем пространстве печи. Для предотвращения местного  перегрева  нагреваемого материала или деталей источник теплоты (электронагреватель или газовая горелка) должен располагаться не в рабочем  пространстве печи, а вне его. В низкотемпературных печах топливо сгорает в отдельных топках, отделенных  от  рабочего пространства печи  стенкой или экраном.

 

технолог литейного производства

Теплота, поступившая на поверхность нагреваемого тела  распространяется в его внутренние части теплопроводностью.  Эта теплота расходуется на изменение теплосодержания тела (в нагревательных печах), плавление (в плавильных печах) или испарение влаги (в сушильных установках).

Продукты горения топлива, имеющие наиболее высокую  температуру, проходя через печь, отдают  теплоту кладке и нагреванием  изделиям.  Передача теплоты от продуктов  горения происходит за счет  конвекции (на рис  штриховая линия) и излучения (на рис   сплошная линия) . Внутренняя поверхность  стенки печи  имеет более высокую температуру, чем наружная поверхность стенки. Передача теплоты через стенку  происходит за счет  теплопроводности (на рис   двойная линия)   в основном при стационарном температурном поле в ней.

Виды теплопередачи, схема теплопередачи в печи

   Наружная поверхность стенки печи  имеет  более  высокую  температуру,  чем окружающие ее воздух и пространство.  Теплота передается воздуху конвекцией, а окружающему пространству – излучение.

Обычно нагреваемые изделия имеют температуру ниже  температуры не только продуктов горения, но и  внутренних  поверхностей стенок печи, поэтому они  получают теплоту от  продуктов  горения за счет конвекции и излучения, а от  стенок – за счет излучения. Распространение теплоты в нагреваемых телах  всегда  представляет собой процесс теплопроводности при  нестационарном температурном поле. Знание закономерностей процессов теплопередачи в печи позволяет правильно решать вопросы быстрого и равномерного нагрева изделий,  уменьшения тепловых  потерь через  стенки печи и т.д.

Различают теплопередачу простую,  или одноступенчатую (теплопередачу), когда теплота передается, например, от газа  к твердому телу (газ – твердое тело), и сложную, или многоступенчатую, когда теплота передается, например, от газа к газу  через  твердое тело (газ- твердое тело – газ). В первом случае интенсивность  теплопередачи характеризуется коэффициентом  теплоотдачи α, а во втором –коэффициентом теплопередачи k. Коэффициент теплопередачи α имеет ту же  единицу измерения,  что и коэффициент теплопередачи k, Вт/(м2 ˑ К).

Используемая литература:

«Печи и сушила литейного производства»  Г.П. Долотов, Е.А. Кондаков

 

 

 

технолог литейного производства



Эти материалы будут вам интересны: