procesul de transfer de căldură care are loc în mișcare fluide (lichide sau gaze) și se datorează acțiunii combinate a celor două mecanisme de transfer termic - (. conductivitate termică A se vedea) transferul efectiv și conducta de căldură convectiv. Astfel, în cazul K. t., Propagarea de căldură în spațiu se datorează fluidului de transfer de căldură atunci când se deplasează din zona cu temperatură mai mare la o temperatură mai scăzută, și datorită mișcării termice a microparticulelor și schimbul de energie cinetică între ele. Datorită faptului că pentru intensitatea transportului convectiv media non-conductive este foarte mare în comparație cu conductivitatea termică, acesta din urmă în curgere laminară (A se vedea. Curgere laminara) joacă un rol numai pentru transferul de căldură într-o direcție transversală pe fluxul mediului. Rolul conductivitate termică K t. Este mai semnificativă atunci când se deplasează media conductive (de exemplu metalele lichide). În acest caz, conductivitatea termică afectează în mod semnificativ fluidul de transfer de căldură în direcția de mișcare. In curgerea turbulentă (A se vedea. Curgerea turbulentă) rol major în procesul de transfer de căldură peste fluxul redă o mișcare pulsatorie transversal față de curgerea turbionară turbulentă a lichidului. . Participa la procesele de conductivitate termică K t conduce la faptul că aceste procese au un efect semnificativ proprietățile termofizice ale mediului: coeficient de conductivitate termică, capacitatea calorică. Densitate.
Datorită faptului că în procesele K. t. Redă un transport important rol convectiv, aceste procese au nevoie de o mare măsură, depind de natura curgerii fluidului, adică valoarea vitezei fluidului și direcția distribuției vitezei în regimul de curgere al mișcării fluidului ( turbulent sau curgere laminară). La viteză mare (supersonică) a proceselor de gaz K. t. Începe să afecteze distribuția presiunii în fluxul. Dacă mișcarea fluidului datorită acțiunii unor stimuli externi (pompa, ventilator, compresor, etc.), o astfel de mișcare este numit în interior, și în care procesul originar K. t. - convecția forțată. Dacă mișcarea fluidului provocată de prezența câmpului de temperatură neuniformă, și în consecință o densitate neomogenă în mediu, atunci această mișcare se numește liberă sau naturală, iar procesul de K m -. Gratuit sau convecție naturală. În practică, există cazuri când este necesar să se ia în considerare atât forțată și convecție liberă (A se vedea. Convecție).
Cel mai interesant din punct de vedere al aplicațiilor tehnice K. caz m. Este convectiv coeficientul de transfer termic, adică două proces K. t. Curgand la interfața dintre cele două faze (solide și lichide, solide și gazoase, lichide și gaz). Astfel, problema de calcul este de a găsi densitatea fluxului termic la interfața, adică o valoare care arată cât de mult de căldură primește sau trimite unitatea de interfață pe unitatea de timp. În plus față de factorii menționați mai sus care afectează procesul de K. t. Se încălzește densitatea fluxului depinde și de forma corpului și mărimea, gradul de rugozitatea suprafeței, iar temperatura suprafeței și căldură mediul de eliberare de căldură sau.
Formula este folosit pentru a descrie transferul de căldură convectiv:
qct- unde densitatea fluxului termic pe suprafața W / m 2; α - coeficient de transfer termic, W / (m 2 ∙ ° C); T0 și Ta - temperatura mediului ambiant (lichid sau gaz) și suprafața, respectiv. Valoarea T0 -Tst adesea notată? T este temperatura menționată și presiune (vezi. Presiunea de temperatură). Coeficientul de transfer termic α caracterizează intensitatea procesului de transfer de căldură; crește cu viteza de deplasare a mediului și în tranziția de la laminar la mișcare turbulentă datorită intensificării transferului convectiv. De asemenea, el este întotdeauna mai mare decât pentru acele medii care au o conductivitate termică mai mare. Coeficientul de transfer termic este crescut în mod semnificativ, dacă suprafața suferă o tranziție de fază (de exemplu, evaporare sau condensare) este întotdeauna însoțită de o eliberare (sau absorbție) de căldură latentă. La valoarea coeficientului de transfer de căldură este puternic influențată de transfer de masă pe suprafață.
Problema principală și cea mai dificilă în calculul proceselor de transfer de căldură convective este de a găsi coeficientul de transfer termic a. Metode moderne de a descrie procesul de teoria câmpului cuantic. Bazat pe teoria stratului limita (vezi. Stratul limită), permite obținerea de soluții (exacte sau aproximative) teoretic unor situații destul de simple. In cele mai multe cazuri apar în practică, coeficientul de transfer termic este determinat experimental. Astfel, rezultatele soluțiilor teoretice și a datelor experimentale prelucrate prin metode de scalare teoriei (vezi teoria Similarity.) Și sunt reprezentate în general, în următoarea formă adimensional: Nu = f (Re, Pr) - pentru convecția forțată și Nu = f (Gr, Pr) - pentru convecție liberă,
în cazul în care numărul de Nu = Grasskhofa ce caracterizează raportul de forțe flotabilitate, forțe de inerție și frecarea internă în fluxul (g - accelerația gravitațională, β - coeficientul de dilatare termică volumetrică).
Procese K. t. Extrem predominante în domeniu (energie, refrigerare, inginerie rachete, metalurgie, inginerie chimică), și în mod natural (de transfer de căldură într-o atmosferă în mări și oceane).
Lit:. Eckert E.-R. Drake R.-M. Teoria transferului de căldură și de masă, trans. din limba engleză. M. - L. 1961; Aplicarea Gukhman teoria AA similaritate cu studiul transferului de căldură și de masă (procese de transfer în mediu în mișcare), M. 1967; Isachenko VP Osipova VA Sukomel A. Heat, AM 1969.