2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30
Ցանկացած նյութական մարմին ունի այնպիսի հատկանիշ, ինչպիսին ջերմությունն է, որը կարող է աճել և նվազել: Ջերմությունը նյութական նյութ չէ. որպես նյութի ներքին էներգիայի մաս, այն առաջանում է մոլեկուլների շարժման և փոխազդեցության արդյունքում: Քանի որ տարբեր նյութերի ջերմությունը կարող է տարբերվել, տեղի է ունենում ջերմություն ավելի տաք նյութից ավելի քիչ ջերմություն ունեցող նյութ փոխանցելու գործընթաց: Այս գործընթացը կոչվում է ջերմության փոխանցում: Ջերմային փոխանցման հիմնական տեսակները և դրանց գործողության մեխանիզմները կքննարկենք այս հոդվածում։
Ջերմային փոխանցման որոշում
Ջերմության փոխանցումը կամ ջերմաստիճանի փոխանցման գործընթացը կարող է տեղի ունենալ ինչպես նյութի ներսում, այնպես էլ մի նյութից մյուսը: Միևնույն ժամանակ, ջերմության փոխանցման ինտենսիվությունը մեծապես կախված է նյութի ֆիզիկական հատկություններից, նյութերի ջերմաստիճանից (եթե մի քանի նյութեր մասնակցում են ջերմության փոխանցմանը) և ֆիզիկայի օրենքներին։ Ջերմային փոխանցումը գործընթաց է, որը միշտ միակողմանի է ընթանում: Ջերմության փոխանցման հիմնական սկզբունքն այն է, որ ամենաթեժ մարմինը միշտ ջերմություն է հաղորդում ավելի ցածր ջերմաստիճան ունեցող օբյեկտին: Օրինակ՝ հագուստը արդուկելիս՝ տաք արդուկտաքություն է հաղորդում տաբատին, և ոչ հակառակը։ Ջերմության փոխանցումը ժամանակից կախված երևույթ է, որը բնութագրում է ջերմության անշրջելի բաշխումը տարածության մեջ:
Ջերմային փոխանցման մեխանիզմներ
Նյութերի ջերմային փոխազդեցության մեխանիզմները կարող են տարբեր ձևեր ունենալ: Բնության մեջ կա ջերմության փոխանցման երեք տեսակ՝
- Ջերմային հաղորդունակությունը մարմնի մի մասից մյուս կամ այլ օբյեկտ միջմոլեկուլային ջերմության փոխանցման մեխանիզմ է: Հատկությունը հիմնված է դիտարկվող նյութերի ջերմաստիճանի անհամասեռության վրա։
- Կոնվեկցիա - ջերմափոխանակություն հեղուկ միջավայրերի միջև (հեղուկ, օդ):
- Ճառագայթման գործողությունը տաքացվող և տաքացած մարմիններից (աղբյուրներից) ջերմության փոխանցումն է դրանց էներգիայի շնորհիվ հաստատուն սպեկտրով էլեկտրամագնիսական ալիքների տեսքով:
Եկեք ավելի մանրամասն քննարկենք ջերմային փոխանցման թվարկված տեսակները։
Ջերմային հաղորդունակություն
Ամենից հաճախ ջերմային հաղորդունակությունը նկատվում է պինդ մարմիններում: Եթե որևէ գործոնի ազդեցության տակ նույն նյութում հայտնվեն տարբեր ջերմաստիճաններ ունեցող տարածքներ, ապա ավելի տաք տարածքից ջերմային էներգիան կանցնի սառը: Որոշ դեպքերում այս երեւույթը կարելի է նույնիսկ տեսողականորեն դիտարկել։ Օրինակ, եթե վերցնենք մետաղյա ձող, ասենք, ասեղ, տաքացնենք կրակի վրա, ապա որոշ ժամանակ անց կտեսնենք, թե ինչպես է ջերմային էներգիան փոխանցվում ասեղի միջով` որոշակի հատվածում շողալով: Միևնույն ժամանակ, այն վայրում, որտեղ ջերմաստիճանն ավելի բարձր է, փայլն ավելի պայծառ է, և հակառակը, որտեղ t-ն ավելի ցածր է, այն ավելի մուգ է։ Ջերմության փոխանցումը կարող է դիտվել նաև երկու մարմինների միջև (մի բաժակ տաք թեյ և ձեռք)
Ջերմային հոսքի փոխանցման ինտենսիվությունը կախված է բազմաթիվ գործոններից, որոնց հարաբերակցությունը բացահայտել է ֆրանսիացի մաթեմատիկոս Ֆուրիեն։ Այս գործոնները հիմնականում ներառում են ջերմաստիճանի գրադիենտը (ձողի ծայրերի ջերմաստիճանի տարբերության հարաբերակցությունը մի ծայրից մյուսը հեռավորության վրա), մարմնի խաչմերուկի տարածքը և ջերմային հաղորդունակության գործակիցը (այն տարբեր է բոլոր նյութերի համար, բայց ամենաբարձրը նկատվում է մետաղների մոտ): Ջերմահաղորդականության առավել նշանակալից գործակիցը դիտվում է պղնձի և ալյումինի մեջ։ Զարմանալի չէ, որ այս երկու մետաղներն ավելի հաճախ օգտագործվում են էլեկտրական լարերի արտադրության մեջ։ Հետևելով Ֆուրիեի օրենքին, ջերմային հոսքը կարող է մեծանալ կամ նվազել՝ փոխելով այս պարամետրերից մեկը:
Ջերմային փոխանցման կոնվեկցիոն տեսակներ
Կոնվեկցիան, որը բնորոշ է հիմնականում գազերին և հեղուկներին, ունի երկու բաղադրիչ՝ միջմոլեկուլային ջերմահաղորդականություն և միջավայրի շարժում (բաշխում): Կոնվեկցիայի գործողության մեխանիզմը տեղի է ունենում հետևյալ կերպ. հեղուկ նյութի ջերմաստիճանի բարձրացմամբ նրա մոլեկուլները սկսում են ավելի ակտիվ շարժվել, իսկ տարածական սահմանափակումների բացակայության դեպքում նյութի ծավալը մեծանում է: Այս գործընթացի հետևանքը կլինի նյութի խտության նվազումը և դրա վերընթաց շարժումը։ Կոնվեկցիայի վառ օրինակ է ռադիատորի միջոցով տաքացվող օդի շարժումը մարտկոցից առաստաղ:
Տարբերակել ջերմության փոխանցման ազատ և հարկադիր կոնվեկտիվ տեսակները: Ջերմության փոխանցումը և զանգվածի շարժումը ազատ տեսակի մեջ տեղի է ունենում նյութի տարասեռության պատճառով, այսինքն՝ տաք հեղուկը բարձրանում է սառը բնականից վեր։առանց արտաքին ուժերի ազդեցության (օրինակ՝ կենտրոնական ջեռուցմամբ սենյակ տաքացնելը): Հարկադիր կոնվեկցիայի դեպքում զանգվածի շարժումը տեղի է ունենում արտաքին ուժերի ազդեցությամբ, օրինակ՝ թեյը գդալով խառնելով։
Ճառագայթային ջերմային փոխանցում
Ճառագայթային կամ ճառագայթային ջերմության փոխանցումը կարող է տեղի ունենալ առանց որևէ այլ առարկայի կամ նյութի հետ շփման, հետևաբար դա հնարավոր է նույնիսկ առանց օդի (վակուում) տարածքում: Ճառագայթային ջերմության փոխանցումը բնորոշ է բոլոր մարմիններին այս կամ այն չափով և դրսևորվում է անընդհատ սպեկտրով էլեկտրամագնիսական ալիքների տեսքով: Դրա վառ օրինակը արևն է: Գործողության մեխանիզմը հետևյալն է՝ մարմինը անընդհատ որոշակի քանակությամբ ջերմություն է արձակում իրեն շրջապատող տարածություն։ Երբ այս էներգիան հարվածում է մեկ այլ առարկայի կամ նյութի, դրա մի մասը կլանում է, երկրորդ մասն անցնում է միջով, իսկ երրորդ մասը արտացոլվում է շրջակա միջավայր: Ցանկացած առարկա կարող է և՛ ջերմություն արձակել, և՛ կլանել, մինչդեռ մուգ նյութերը կարող են ավելի շատ ջերմություն կլանել, քան թեթևները:
Ջերմափոխանակման համակցված մեխանիզմներ
Բնության մեջ ջերմափոխանակման պրոցեսների տեսակները հազվադեպ են առանձին հանդիպում: Շատ ավելի հաճախ նրանց կարելի է միասին տեսնել։ Թերմոդինամիկայի մեջ այս համակցությունները նույնիսկ անվանումներ ունեն, օրինակ՝ ջերմահաղորդություն + կոնվեկցիա կոնվեկտիվ ջերմափոխանակություն է, իսկ ջերմահաղորդականությունը + ջերմային ճառագայթումը կոչվում է ճառագայթահաղորդիչ ջերմափոխանակում։ Բացի այդ, կան ջերմության փոխանցման այնպիսի համակցված տեսակներ, ինչպիսիք են՝
- Ջերմության ցրում -ջերմային էներգիայի շարժումը գազի կամ հեղուկի և պինդի միջև։
- Ջերմային փոխանցումը t-ի փոխանցումն է մի նյութից մյուսը մեխանիկական խոչընդոտի միջոցով:
- Կոնվեկտիվ-ճառագայթային ջերմային փոխանցումը ձևավորվում է կոնվեկցիայի և ջերմային ճառագայթման համադրմամբ:
Ջերմության փոխանցման տեսակները բնության մեջ (օրինակներ)
Բնության մեջ ջերմության փոխանցումը հսկայական դեր է խաղում և չի սահմանափակվում միայն արևի ճառագայթներով երկրագնդի տաքացմամբ։ Ընդարձակ կոնվեկցիոն հոսանքները, ինչպիսիք են օդային զանգվածների շարժումը, մեծապես որոշում են եղանակը ողջ մեր մոլորակում:
Երկրի միջուկի ջերմահաղորդականությունը հանգեցնում է գեյզերների առաջացմանը և հրաբխային ապարների ժայթքմանը։ Սրանք գլոբալ մասշտաբով ջերմության փոխանցման ընդամենը մի քանի օրինակ են: Նրանք միասին կազմում են կոնվեկտիվ ջերմային փոխանցման և ճառագայթային-հաղորդիչ ջերմային փոխանցման տեսակները, որոնք անհրաժեշտ են մեր մոլորակի վրա կյանքը պահպանելու համար:
Ջերմության փոխանցման օգտագործումը մարդաբանական գործունեության մեջ
Ջերմությունը գրեթե բոլոր արտադրական գործընթացների կարևոր բաղադրիչն է: Դժվար է ասել, թե ջերմափոխանակության որ տեսակն է ամենից շատ օգտագործում մարդն ազգային տնտեսության մեջ։ Երևի երեքն էլ միաժամանակ։ Ջերմային փոխանցման գործընթացները օգտագործվում են մետաղներ հալեցնելու համար՝ արտադրելով ապրանքների մեծ տեսականի՝ սկսած առօրյա իրերից մինչև տիեզերանավեր։
Քաղաքակրթության համար չափազանց կարևոր են ջերմային ագրեգատները, որոնք կարող են ջերմային էներգիան վերածել օգտակար էներգիայի: Ի թիվսդրանք կարելի է անվանել բենզինի, դիզելային, կոմպրեսորային, տուրբինային ագրեգատներ։ Իրենց աշխատանքի համար նրանք օգտագործում են ջերմության փոխանցման տարբեր տեսակներ։
Խորհուրդ ենք տալիս:
Էլեկտրական սարքավորումների ջերմային պատկերի կառավարում. հայեցակարգ, շահագործման սկզբունք, ջերմային պատկերների տեսակներն ու դասակարգումը, կիրառման և ստուգման առանձնահատկությունները
Էլեկտրական սարքավորումների ջերմային պատկերով կառավարումը արդյունավետ միջոց է էլեկտրաէներգիայի սարքավորումների թերությունները հայտնաբերելու համար, որոնք հայտնաբերվում են առանց էլեկտրական տեղադրումը անջատելու: Վատ շփման վայրերում ջերմաստիճանը բարձրանում է, ինչը մեթոդաբանության հիմքում է
Ջերմային էներգիայի սակագին. հաշվարկ և կարգավորում. Ջերմային էներգիայի հաշվիչ
Ո՞վ է հաստատում և կարգավորում ջերմության սակագինը. Ծառայության արժեքի վրա ազդող հիմնական գործոնները, կոնկրետ թվերը, ինքնարժեքի աճի միտումը: Ջերմային էներգիայի հաշվիչներ և ծառայության արժեքի ինքնուրույն հաշվարկ. Բիլինգի հեռանկարները. Սակագների տարատեսակներ կազմակերպությունների և քաղաքացիների համար. REC սակագների հաշվարկ, դրա համար անհրաժեշտ փաստաթղթեր
Հալվածքների ջերմային մշակում. Ջերմային բուժման տեսակները
Հալվածքների ջերմային մշակումը սեւ և գունավոր մետալուրգիայի արտադրության գործընթացի անբաժանելի մասն է: Այս ընթացակարգի արդյունքում մետաղները կարողանում են փոխել իրենց բնութագրերը պահանջվող արժեքներին: Այս հոդվածում մենք կքննարկենք ժամանակակից արդյունաբերության մեջ օգտագործվող ջերմային բուժման հիմնական տեսակները:
Սենդվիչ պանելների ջերմահաղորդություն՝ հայեցակարգ, հիմնական բնութագրեր, չափսեր, հաստություն, ջերմային հաղորդունակության գործակից, տեղադրման կանոններ, շահագործման առավելություններն ու թերությունները
Սենդվիչ վահանակների ջերմահաղորդունակությունը կլինի ամենացածրը, եթե հիմքում ընկած է պոլիուրեթանային փրփուրը: Այստեղ դիտարկվող պարամետրը տատանվում է 0,019-ից մինչև 0,25: Նյութը ամուր է, խիտ և թեթև։ Այն քիմիապես դիմացկուն է և չի կլանում խոնավությունը։ Կրծողները անտարբեր են պոլիուրեթանային փրփուրի նկատմամբ, դրա ներսում սնկերն ու բորբոսը չեն զարգանում։ Աշխատանքային ջերմաստիճանը հասնում է +160 ˚С-ի
Հաշվապահական հաշվառման տեսակները. Հաշվապահական հաշվառման տեսակները. Հաշվապահական հաշվառման համակարգերի տեսակները
Հաշվապահական հաշվառումն անփոխարինելի գործընթաց է ձեռնարկությունների մեծ մասի համար արդյունավետ կառավարման և ֆինանսական քաղաքականության ձևավորման տեսանկյունից: Որո՞նք են դրա առանձնահատկությունները:
