В системах с одинаковым по всему объёму давлением при возникновении разности температур перемещение жидкостей и газов также происходит на макро- и микроуровне - под действием разности плотностей более горячая (менее плотная) часть среды поднимается вверх, а более холодная опускается вниз, возникает так называемая свободная конвекция; и в то же время компоненты смеси с наибольшей массой и с наибольшим объёмом перемещаются в направлении падения температуры. В ионизированном же газе молекулы или ионы с большей массой стремятся в область высокой температуры. Процесс перемещения частиц вещества на микроуровне под действием разницы температур называют термодиффузией.
Под концентрационной диффузией понимают массоперенос на микроуровне в системе, имеющей во всех точках одинаковую температуру и одинаковое давление, но различные концентрации компонентов С1 , С2 …
Из вышеизложенного ясно, что действие термо- и бародиффузии противоположно действию концентрационной диффузии.
Далее известно, что давление в жидкостях и газах быстро выравнивается по объёму, поэтому бародиффузией в большинстве случаев можно пренебречь. Термодиффузия играет более существенную роль, но только при больших перепадах температур.
Перенос массы из одной фазы в другую, обусловленный перемещением на макроуровне и наличием разности концентраций какого - либо компонента, называют конвективной диффузией. При этом имеет значение не любая разность концентраций, а только между концентрацией в источниковой фазе и равновесной концентрацией в приемниковой фазе. То есть в двух смежных фазах концентрация какого-либо компонента не выравнивается так, как температура в двух телах, обменивающихся теплом, а устанавливается в соотношении, характерном для контактирующих фаз. Предельно допустимое соотношение концентраций компонента в контактирующих фазах определяется так называемым коэффициентом распределения.
Интенсивность массопереноса характеризуется плотностью потока массы m, которая определяется как количество массы вещества, проходящее через единицу площади сечения или поверхности раздела фаз в единицу времени. В Международной системе единицей измерения плотности потока массы является кг/(м2 с).
При
прочих равных условиях эту интенсивность можно характеризовать потоком
массы G = - 
и количеством массы
M = -
Из приведенных выше кратких сведений по тепло- и массопереносу видно, что второй процесс сложнее первых. Поэтому теория массопереноса к настоящему времени разработана слабее, чем теория теплопереноса.
1.2. Теплообмен излучением
В теории теплообмена под термином «излучение» понимается совокупность электромагнитных волн различной частоты, излучаемых телами с температурой выше абсолютного нуля. Эти волны распространяются как в вакууме, так и в физических средах, как известно, с большой скоростью. В связи с этим перенос энергии при лучистом теплообмене самый быстрый. Второй его особенностью является то, что процесс переноса происходит бесконтактным способом, без соприкосновения между телами, обменивающимися энергией. Причем обмен этот происходит даже при равенстве температур, но результат теплообмена в этом случае равен нулю, то есть тела находятся в термодинамическом равновесии.
Следует также иметь в виду, что при температурах обычных теплотехнологических установок подавляющая доля энергии излучения приходится на тепловые лучи с длиной волны 0,0008…0,8 мм, а доля световых лучей с длиной волны 0,0004…0,0008 мм становится значительной только при очень высоких значениях температуры. Поэтому обычные наши определения «черный», «белый», «прозрачный» в области теплового излучения могут быть неверными. Так по отношению к тепловым лучам снег не отличается от сажи, а оконное стекло почти так же непрозрачно, как стальной лист.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.