علت فرآیند انتقال حرارت چیست؟ روشهای انتقال حرارت (تبدیل حرارت)

هر جسم مادی دارای ویژگی هایی مانند گرما است که می تواند کم و زیاد شود. گرما یک ماده مادی نیست: به عنوان بخشی از انرژی درونی یک ماده، در نتیجه حرکت و تعامل مولکول ها به وجود می آید. از آنجایی که گرمای مواد مختلف ممکن است متفاوت باشد، فرآیندی برای انتقال گرما از ماده داغتر به ماده ای با گرمای کمتر وجود دارد. این فرآیند انتقال حرارت نامیده می شود. ما در این مقاله به بررسی مکانیسم های اصلی و عملکرد آنها خواهیم پرداخت.

تعریف انتقال حرارت

انتقال حرارت یا فرآیند انتقال دما می تواند هم در درون ماده و هم از یک ماده به ماده دیگر رخ دهد. در عین حال، شدت انتقال حرارت تا حد زیادی به خواص فیزیکی ماده، دمای مواد (اگر چندین ماده در انتقال حرارت شرکت کنند) و قوانین فیزیک بستگی دارد. انتقال حرارت فرآیندی است که همیشه به صورت یک طرفه پیش می رود. اصل اصلی انتقال حرارت این است که گرم ترین جسم همیشه به جسمی با دمای پایین تر گرما می دهد. مثلاً هنگام اتو کردن لباس، اتو داغ به شلوار گرما می دهد و برعکس. انتقال حرارت پدیده ای وابسته به زمان است که توزیع برگشت ناپذیر گرما در فضا را مشخص می کند.

مکانیسم های انتقال حرارت

مکانیسم های برهمکنش حرارتی مواد می تواند اشکال مختلفی داشته باشد. سه نوع انتقال حرارت در طبیعت وجود دارد:

  1. رسانایی حرارتی مکانیسم انتقال حرارت بین مولکولی از یک قسمت بدن به قسمت دیگر یا به جسم دیگر است. این ویژگی بر اساس ناهمگنی دما در مواد مورد بررسی است.
  2. همرفت - تبادل حرارت بین رسانه های سیال (مایع، هوا).
  3. قرار گرفتن در معرض تابش عبارت است از انتقال گرما از اجسام (منابع) گرم شده و گرم شده در اثر انرژی آنها به شکل امواج الکترومغناطیسی با طیف ثابت.

اجازه دهید انواع ذکر شده انتقال حرارت را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

رسانایی گرمایی

اغلب، هدایت حرارتی در جامدات مشاهده می شود. اگر تحت تأثیر هر عاملی، مناطقی با دماهای متفاوت در یک ماده ظاهر شوند، انرژی حرارتی از یک منطقه گرمتر به یک منطقه سرد منتقل می شود. در برخی موارد، این پدیده حتی به صورت بصری قابل مشاهده است. به عنوان مثال، اگر یک میله فلزی، مثلاً یک سوزن را برداریم و آن را روی آتش گرم کنیم، پس از مدتی می بینیم که چگونه انرژی حرارتی از طریق سوزن منتقل می شود و در یک ناحیه خاص درخشش ایجاد می کند. در عین حال، در جایی که دما بیشتر است، درخشش روشن تر است و برعکس، جایی که t کمتر است، تاریک تر است. رسانایی حرارتی را می توان بین دو بدن (یک لیوان چای داغ و یک دست) نیز مشاهده کرد.

شدت انتقال حرارت به عوامل زیادی بستگی دارد که نسبت آنها توسط ریاضیدان فرانسوی فوریه فاش شد. این عوامل در درجه اول شامل گرادیان دما (نسبت اختلاف دما در انتهای میله به فاصله یک سر به سر دیگر)، سطح مقطع بدنه و ضریب هدایت حرارتی ( برای همه مواد متفاوت است، اما بیشترین در فلزات مشاهده می شود). مهم ترین ضریب هدایت حرارتی در مس و آلومینیوم مشاهده می شود. جای تعجب نیست که این دو فلز بیشتر در ساخت سیم های برق استفاده می شوند. طبق قانون فوریه، شار حرارتی را می توان با تغییر یکی از این پارامترها افزایش یا کاهش داد.

انواع کانوکشن انتقال حرارت

جابجایی که مشخصه اصلی گازها و مایعات است، دارای دو جزء است: هدایت حرارتی بین مولکولی و حرکت (انتشار) محیط. مکانیسم عمل همرفت به شرح زیر است: با افزایش دمای یک ماده سیال، مولکول های آن شروع به حرکت فعال تر می کنند و در صورت عدم وجود محدودیت های مکانی، حجم ماده افزایش می یابد. پیامد این فرآیند کاهش چگالی ماده و حرکت رو به بالا آن خواهد بود. یک مثال قابل توجه از همرفت، حرکت هوای گرم شده توسط رادیاتور از باتری به سقف است.

انواع آزاد و اجباری انتقال حرارت وجود دارد. انتقال گرما و حرکت جرم در نوع آزاد به دلیل ناهمگونی ماده اتفاق می افتد، یعنی مایع گرم به طور طبیعی بدون تأثیر نیروهای خارجی از مایع گرم بالاتر می رود (به عنوان مثال، گرم کردن یک اتاق از طریق گرمایش مرکزی). . با همرفت اجباری، حرکت جرم تحت تأثیر نیروهای خارجی، به عنوان مثال، هم زدن چای با قاشق اتفاق می افتد.

انتقال حرارت تابشی

انتقال حرارت تابشی یا تابشی می تواند بدون تماس با جسم یا ماده دیگری اتفاق بیفتد، بنابراین حتی در تابش انتقال حرارت در همه اجسام به میزان کم یا زیاد ذاتی است و به صورت امواج الکترومغناطیسی با طیف پیوسته خود را نشان می دهد. نمونه بارز آن خورشید است. مکانیسم عمل به شرح زیر است: بدن به طور مداوم مقدار معینی گرما را به فضای اطراف خود می تاباند. هنگامی که این انرژی به جسم یا ماده دیگری برخورد می کند، بخشی از آن جذب می شود، قسمت دوم از آن عبور می کند و قسمت سوم به محیط منعکس می شود. هر جسمی هم می تواند گرما بتاباند و هم جذب کند، در حالی که مواد تاریک قادر به جذب گرمای بیشتری نسبت به مواد نور هستند.

مکانیسم های ترکیبی انتقال حرارت

در طبیعت، انواع فرآیندهای انتقال حرارت به ندرت به طور جداگانه یافت می شوند. اغلب آنها را می توان با هم دید. در ترمودینامیک، این ترکیبات حتی نام هایی نیز دارند، مثلاً رسانایی حرارتی + همرفت، انتقال حرارت همرفتی است و هدایت حرارتی + تابش حرارتی را انتقال حرارت تابشی-رسانا می نامند. علاوه بر این، انواع ترکیبی از انتقال حرارت وجود دارد:

  • انتقال حرارت حرکت انرژی حرارتی بین گاز یا مایع و جامد است.
  • انتقال حرارت عبارت است از انتقال t از یک ماده به ماده دیگر از طریق یک مانع مکانیکی.
  • انتقال حرارت تابشی همرفتی با ترکیب همرفت و تابش حرارتی شکل می گیرد.

انواع انتقال حرارت در طبیعت (مثال)

انتقال حرارت در طبیعت نقش بسزایی دارد و محدود به گرم شدن کره زمین توسط پرتوهای خورشید نیست. جریان های همرفتی گسترده، مانند حرکت توده های هوا، تا حد زیادی آب و هوا را در سراسر سیاره ما تعیین می کند.

هدایت حرارتی هسته زمین منجر به ظهور آبفشان ها و فوران سنگ های آتشفشانی می شود. این تنها بخش کوچکی در مقیاس جهانی است. آنها با هم انواع انتقال حرارت همرفتی و انواع انتقال حرارت تابشی-رسانایی لازم برای حفظ حیات در سیاره ما را تشکیل می دهند.

استفاده از انتقال حرارت در فعالیت های انسان شناسی

گرما جزء مهمی از تقریباً تمام فرآیندهای صنعتی است. دشوار است که بگوییم کدام نوع تبادل حرارت توسط انسان بیش از همه در اقتصاد ملی استفاده می شود. احتمالا هر سه در یک زمان. از طریق فرآیندهای انتقال حرارت، فلزات ذوب می شوند و تعداد زیادی کالا از اقلام روزمره گرفته تا کشتی های فضایی تولید می شود.

واحدهای حرارتی قادر به تبدیل انرژی حرارتی به توان مفید برای تمدن بسیار مهم هستند. از جمله آنها می توان به واحدهای بنزین، دیزل، کمپرسور، توربین اشاره کرد. برای کار خود از انواع مختلفی از انتقال حرارت استفاده می کنند.

مبانی تئوری انتقال حرارت

انتقال حرارت- علمی که به بررسی انتقال حرارت بین اجسام و توزیع دما در اجسام می پردازد.

اشکال اصلی انتقال حرارت:

1. هدایت حرارتی.

2. انتقال حرارت همرفتی.

3. انتقال حرارت تابشی.

رسانایی حرارتی فرآیند انتقال حرارت از طریق تماس مستقیم اجسام یا قسمت‌هایی از بدن است که دماهای متفاوتی دارند. در این حالت فرآیند انتقال حرارت به دلیل انتقال انرژی ریزحرکت برخی از ذرات به ذرات دیگر اتفاق می افتد.

در حالت خالص، هدایت حرارتی در جامدات و همچنین در گازها و مایعات ساکن در مواردی که همرفتی در آنها وجود ندارد مشاهده می شود.

جریان دما ، .

قانون فوریه: جریان گرما متناسب با درجه حرارت و گرادیان ناحیه است، یعنی .

چگالی شار حرارتی، .

ضریب هدایت حرارتی - مقدار گرمایی که در واحد زمان از یک سطح واحد از طریق ضخامت دیواره واحد در افت دمای یک درجه عبور می کند.

انتقال حرارت همرفتی- فرآیند انتقال حرارت که در فضا (در حجم) به دلیل حرکت ذرات ماکرو انجام می شود.

در این فرآیند، یک عمل مشترک جابجایی (حرکت) و انتقال حرارت به دلیل هدایت گرما وجود دارد.

معادله نیوتن: ضخامت لایه مرزی که در آن انتقال حرارت به دلیل رسانش گرما رخ می دهد، کجاست. - ضریب انتقال حرارت همرفتی، .

انتقال حرارت تابشی- انتقال حرارت در فضا به دلیل انرژی امواج الکترومغناطیسی انجام می شود.

قانون استفان بولتزمن: شدت تابش یک جسم کاملا سیاه کجاست.

معادله نیوتن-ریچمن: ضریب انتقال حرارت تابشی کجاست.

رسانایی گرمایی.

میدان دما- مجموعه ای از مقادیر دما در نقاط جداگانه بدن بسته به زمان و مختصات مکانی.

نماد ریاضی یک میدان دمایی سه بعدی غیر ثابت: . نماد ریاضی یک میدان سه بعدی ثابت: . این میدان را ثابت می نامند زیرا .

سطح ایزوترمالمکان نقاطی است که دمای یکسانی دارند.

ایزوترممحل تلاقی یک سطح همدما با یک صفحه عمود است.

یک سطح همدما یا در داخل بدن بسته می شود یا در مرز خود می شکند.

گرادیان دمایک بردار است که در امتداد سطح نرمال به سطح همدما در جهت افزایش دما هدایت می شود و از نظر عددی برابر با حد نسبت تغییر دما به فاصله بین ایزوترم ها در امتداد نرمال است. 0 S/m)

قانون فوریه:

جریان دما: ، .

چگالی شار حرارتی: , , .


وظایف تئوری هدایت گرما:

1. یک میدان دمایی سه بعدی غیر ساکن پیدا کنید، .

2. شار گرما و چگالی شار حرارتی را پیدا کنید، .

سوال شماره 32

معادله دیفرانسیل هدایت گرما.

کنوانسیون ها:

1. خواص ترموفیزیکی سیستم: , , .

2. ریز ذرات بدن بی حرکت هستند.

3. منابع داخلی گرما به طور مساوی در بدن پخش می شوند.

ضریب نفوذ حرارتی مشخص کننده سرعت تغییر دما در هر نقطه از بدن کجاست،

ظرفیت گرمایی بدن است؛ تراکم بدن است؛ چگالی آزاد گرمای حجیم است، wm/m 3; - درجه حرارت؛ عملگر لاپلاس است.

(برای مختصات قطبی , , ), .

شرایط منحصر به فرد- توصیف ریاضی ویژگی های خاص فرآیند مورد بررسی.

با حل معادله، یک راه حل کلی به دست می آوریم که همراه با شرایط منحصر به فرد، راه حل های خاصی به ما می دهد.

منحصر به فرد بودن مشروط:

1. شرایط هندسی:

آ. فرم بدن:

من. بدن صاف.

ii بدنه استوانه ای.

III. بدن کروی

ب بدنه محدود

ج بدن نامحدود

2. شرایط فیزیکی:

آ. ماهیت تغییر در پارامترهای فیزیکی:

من. ماهیت تغییر.

ii ماهیت تغییر.

III. ماهیت تغییر.

IV ماهیت تغییر.

3. شرایط اولیه (موقت):

4. شرایط مرزی:

آ. شرایط مرزی نوع اول - قانون تغییر دما در مرز بدن:

ب شرایط مرزی جسم دوم - قانون تغییر در جریان دما در دیواره بدن:

ج شرایط مرزی نوع سوم:

من. قانون تغییر دمای محیط

ii قانونی که بر اساس آن حرارت بدن با محیط تبادل می کند.

د شرایط مرزی از نوع چهارم، .

سوال شماره 33

1. دیوار صاف.

داده شده: , , .

پیدا کردن: , , .

راه حل:

تصمیم مشترک: .

شرایط مرزی: .

مقاومت حرارتی یک دیوار صاف - .

به این نسبت، هدایت حرارتی دیوار گفته می شود.

سوال شماره 34

انتقال گرما از طریق رسانش حرارتی را در نظر بگیرید دیوار سه لایه صاف(شکل 2b) تحت شرایط زیر: ضخامت لایه دیوار , , ;

ضرایب هدایت حرارتی مواد به ترتیب، , , ; تماس بین دیوارها ایده آل است و درجه حرارت در مرز لایه های مجاور یکسان است. انتقال حرارت در شرایط ثابت رخ می دهد - چگالی شار حرارتی در تمام لایه های دیوار دارای مقدار یکسانی است ( q=idem). در این شرایط:

اجازه دهید از این سری برابری ها تفاوت دما (افت دما در لایه های دیوار) را مشخص کنیم.

با اضافه کردن قسمت های چپ و راست معادلات اختلاف دما، در سمت چپ تغییر دما در دیوار را به دست می آوریم، در سمت راست - حاصل ضرب چگالی شار گرما. qو مقاومت حرارتی کل

بنابراین، برای چگالی شار حرارتی در طول انتقال حرارت توسط رسانایی حرارتی از طریق یک دیوار سه لایه مسطح، عبارت زیر را به دست می آوریم:

به طور کلی، برای یک دیوار متشکل از n - لایه ها، این عبارت به صورت زیر نوشته می شود:

جایی که آرمقاومت حرارتی کلی دیوار چند لایه است.

سوال شماره 35

مقدار گرمایی که یک مایع به دیوار جامد می دهد یا توسط مایع از دیوار درک می شود با معادله نیوتن-ریچمن تعیین می شود.

و چگالی شار حرارتی به شرح زیر است

که در آن α ضریب مشخص کننده شرایط تبادل حرارت بین مایع و سطح جامد است که نامیده می شود ضریب انتقال حرارت, W/(m2°C); - اختلاف دما 0 С.

مطابق با فرمول (61)، در معنای فیزیکی آن، ضریب انتقال حرارت، چگالی شار حرارتی است. س)در سطح بدن، به اختلاف دمای سطح بدن و محیط اشاره دارد. ضریب انتقال حرارت از نظر عددی برابر با چگالی شار حرارتی در اختلاف دمایی برابر با واحد است.

ضریب انتقال حرارت به عوامل زیادی بستگی دارد. در کلی‌ترین حالت، تابعی از شکل و اندازه بدن، نحوه حرکت سیال، ویژگی‌های فیزیکی سیال، موقعیت در فضا و وضعیت سطح تبادل حرارت و مقادیر دیگر است. فرآیند انتقال حرارت، بسته به ماهیت حرکت مایع، متفاوت پیش می رود.

سوال شماره 36

انتقال حرارت تابشی

جامدات انرژی را در تمام طول موج ها توسط لایه سطحی تابش و جذب می کنند. شدت تابش فقط به دما بستگی دارد. مایعات نیز به روشی مشابه رفتار می کنند. گازها انرژی را در محدوده محدودی از طول موج در سراسر حجم خود تابش و جذب می کنند. شدت انتشار گازها به دما، ضخامت لایه و فشار جزئی اجزا بستگی دارد.

انرژی تابشیانرژی ساطع شده از بدن در کل محدوده طول موج است.

شدت تابشمقدار انرژی تابش شده از یک سطح واحد است، .

انرژی تابشی را می توان با فرمول پیدا کرد: .

قانون بقای انرژی: .

کجا ضریب بازتاب است، ضریب جذب است، ضریب شفافیت است.

اگر، یعنی، بدن را کاملا سفید می نامند.

اگر، یعنی، بدن را مطلقاً سیاه می نامند.

چگالی تابش انتگرال، به محدوده طول موج در نظر گرفته شده، نامیده می شود شدت طیفی تابش(W/m3):

شدت زاویه ای: .

شدت زاویه ای طیفی: .

قانون پلانکوابستگی شدت تابش جسم سیاه را مشخص می کند E 0λاز طول موج λ و دما تی

قانون استفان بولتزمن: .

درجه سیاهی: .

قانون کیرشهوفبه این صورت فرموله شده است: نسبت چگالی تابش انتگرال نیمکره ای به ظرفیت جذب برای تمام اجسامی که دمای یکسان دارند یکسان است و برابر با چگالی تابش نیمکره ای یک جسم کاملا سیاه در همان دما است.: ضریب جذب کجاست.

مقدار حرارتی که در یکی از دو جسم باقی خواهد ماند:.

قانون جابجایی وینمی گوید - طول موج، که مربوط به حداکثر مقدار شدت تابش است (E 0λ = حداکثر)، با دمای مطلق نسبت معکوس دارد شکل 11

سوال شماره 37

انتقال حرارت توسط تابش بین جامدات.

بر اساس قوانین تابش، معادله محاسبه انتقال حرارت تابشی بین جسم 1 با شکل دلخواه و سطح جسم بزرگتر دیگری که آن را می پوشاند به دست می آید (شکل 14).

جایی که س 1.2شار گرمایی است که توسط تابش از جسم 1 به جسم 2، W منتقل می شود.

ε 1.2انتشار کاهش یافته اجسام 1 و 2 است که از بیان تعیین می شود

F1و F2سطح اجسام 1 و 2، m2 هستند. تی 1 و T 2- دمای مطلق سطوح اجسام 1 و 2، K.

به چنین حالتی انتقال حرارت از طریق تشعشع بین بدن و پوسته آن نیز گفته می شود. بدن درونی همیشه بدن 1 است.

یک مورد خاص از انتقال حرارت در نظر گرفته شده، انتقال حرارت بین دو دیوار نامحدود موازی است (شکل 15). چه زمانی F 1 = F 2 = Fمعادله محاسباتی برای انتقال حرارت توسط تابش استفاده می شود و درجه کاهش انتشار از بیان تعیین می شود.

معادله (2.57) را می توان برای محاسبه تبادل گرمای تابشی بین دو جسم با هر شکل و مکان دلخواه آنها استفاده کرد، فقط در هر مورد خاص برای تعیین میزان انتشار و سطح کاهش یافته (برای ε 1.2و F 1.2) عبارات محاسباتی خود را دارند.

سوال شماره 38

انتقال حرارت از طریق تخت تک لایه و چند لایه

دیوار صاف

معادله حرارت: .

شرایط مرزی نوع اول: .

شرایط مرزی نوع سوم: , .

در این سری از برابری ها، معادله اول میزان گرمای انتقال یافته توسط همرفت (و تابش) از خنک کننده داغ به دیوار را تعیین می کند. معادله دوم همان مقدار گرمایی است که توسط هدایت حرارتی از طریق دیوار منتقل می شود. معادله سوم انتقال همان مقدار گرمای انتقال یافته توسط همرفت (و تابش) از دیوار به خنک کننده سرد است.

اجازه دهید از این سری برابری ها تفاوت دما را مشخص کنیم

اضافه کردن قسمت های چپ و راست معادلات که تفاوت دما را مشخص می کند و با در نظر گرفتن این که عبارت اختلاف دمای نهایی را به دست می آوریم.

مقاومت حرارتی یک دیوار صاف کجاست ( m 2 0 С\Bm)

از اینجا، عبارت چگالی شار حرارتی و شار حرارتی (معادله انتقال حرارت یک دیوار صاف) را دنبال می‌کند.

جایی که qچگالی شار حرارتی است ( W/m2);

Q شار حرارتی است ( W);

k=1/R- ضریب انتقال حرارت یک دیوار صاف (W / m 2 ºС)

مقاومت حرارتی انتقال حرارت یک دیوار صاف (m 2 ºС / W) کجاست.

; - مقاومت های حرارتی انتقال حرارت از سمت خنک کننده داغ، هدایت حرارتی دیواره صاف و مقاومت های حرارتی انتقال حرارت از سمت خنک کننده سرد به ترتیب.

دمای سطح داخلی و خارجی دیوار با توجه به ملاحظات زیر تعیین می شود:

از این رو ما داریم

در مورد دیوار چند لایه

سوال شماره 39

انتقال حرارت- انتقال گرما از یک حامل به حامل دیگر از طریق یک سطح جامد که آنها را جدا می کند.

فرآیند ثابت- فرآیندی که در آن دمای محیط تغییر نمی کند، یعنی .

فرآیند غیر ثابت- فرآیندی که در آن دمای محیط تغییر می کند، یعنی .

برای دیوارهای منحنی معمولاً ضریب انتقال حرارت با همان معادله دیوار مسطح تعیین می شود در این حالت برای دیوارهای منحنی سطح انتقال حرارت محاسبه شده از عبارت تعیین می شود.

معادل آب سطح انتقال حرارت.

برای دیوارهای استوانه ای: .

ضریب انتقال حرارت خطی: .

ضریب انتقال حرارت برای دیوار داخلی: .

ضریب انتقال حرارت برای جداره خارجی: .

سوال 40-41

طبقه بندی مبدل های حرارتی

1. بر اساس نوع عمل:

آ. دستگاه های نوع سطحی - دستگاه هایی که در آنها انتقال حرارت در حضور یک سطح جامد رخ می دهد.

من. دستگاه های احیا کننده دستگاه های سطحی هستند که در آنها یک سطح جامد به طور متناوب توسط خنک کننده های سرد و گرم شسته می شود. از این دستگاه ها در مواردی استفاده می شود که حامل های حرارتی دارای دمای بالایی هستند و یا زمانی که حامل های حرارتی تمیز نیستند.

ii دستگاه های احیا کننده دستگاه های سطحی هستند که در آنها یک سطح جامد به طور مداوم با حامل های حرارتی گرم و گرم از طریق سطوح جداکننده شسته می شود.

1. مبدل های حرارتی پوسته و لوله.

2. دستگاه هایی از نوع "لوله در لوله":

آ. دستگاه های تک جریانی از نوع "لوله در لوله".

ب دستگاه های چند جریانی از نوع "لوله در لوله".

ب دستگاه های نوع اختلاط - دستگاه هایی که در آنها اختلاط مستقیم حامل های گرما سرد و گرم وجود دارد.

طرح دستگاه از نوع "لوله در لوله":

دستگاه هایی از این نوع طراحی ساده و دبی بالایی دارند، اما برای به دست آوردن ظرفیت های زیاد دستگاه، نصب تعداد زیادی المان سازه ای ضروری است و خود دستگاه فضای زیادی را اشغال می کند.

طرح دستگاه از نوع پوسته و لوله:

در این گونه وسایل امکان ایجاد جریان مستقیم، جریان مخالف، جریان متقاطع، متقارن U شکل و غیره وجود دارد.

بالانس حرارتی مبدل حرارتی: ضریب راندمان دستگاه حرارتی کجاست، .

1. (مقاومت هیدرولیک کم است)، سپس،،،، در .

2. خازن.

3. اواپراتور.

توان دستگاه حرارتی (معادله گروسگوف): , اختلاف دمای متوسط ​​کجاست.

برای جریان رو به جلو: , .

برای جریان متقابل: , .

معادل آب سطح تبادل حرارت کجا و هستند.

برای هر طرحی، می توان آن را مطابق با دو روش تعیین کرد:

1. تکنیک کلاسیک:، که در آن - ضریب بسته به نوع و خواص دستگاه گرم، از نمودارهای توابع و .

2. روش بلوکون. شاخص جریان متقابل:

برای جریان رو به جلو.

برای جریان متقابل

برای یک مدار متقارن U شکل.

برای هر طرحی، میانگین اختلاف دما: .

سوال شماره 42

دو نوع محاسبه برای دستگاه های حرارتی وجود دارد:

1. محاسبه از نوع اول (سازنده). شناخته شده: ، ، ، ، ، ، ، . وظیفه: انتخاب یا طراحی مبدل حرارتی ( , ). ، و - دمای میعان.

1. ماشین های تبرید فشرده سازی بخار که سیال کار در آنها بخار است و فرآیند کار در کمپرسور انجام می شود.

2. چیلرهای هوا که سیال کار در آنها هوا است.

3. یخچال های جذبی که در آن بخارات توسط محلول های آبی جذب می شوند.

4. دستگاه های تبرید جت بخار با انژکتور به عنوان محرک.

فرآیند کار واحد تبرید فشرده سازی بخار:

1-2 - فشرده سازی آدیاباتیک. 4-5 - فرآیند دریچه گاز.

نمودار یک واحد تبرید فشرده سازی بخار:

چنین تاسیساتی در محدوده دمایی زیر عمل می کنند: .

8. دستگاه های تبرید جت بخار با انژکتور به عنوان محرک.

تبادل حرارت

تبادل حرارت(انتقال انرژی حرارتی)، فرآیند انتقال گرما از یک جسم به جسم دیگر. انتقال در زمانی اتفاق می افتد که دو یا چند جسم در دماهای مختلف در تماس حرارتی هستند. سه نوع انتقال حرارت وجود دارد: HEAT CONVENTION، CONVECTION و RADIATION. با هدایت گرما، انتقال گرما از مولکولی به مولکول دیگر در بدن اتفاق می‌افتد، مثلاً با یک میله آهنی که در آتش قرار می‌گیرد. در جابجایی، گرما از طریق گردش مایع یا گاز مانند جوشاندن منتقل می شود. هنگامی که تابش می شود، گرما به شکل امواج الکترومغناطیسی مانند نور خورشید منتقل می شود. فرآیندهای تبادل حرارتی بخشی جدایی ناپذیر از بسیاری از فرآیندهای تولید هستند، زمانی که انرژی گرمایی از یک منبع بدون ترکیب آنها به منبع دیگر منتقل می شود. ساده ترین مثال انتقال حرارت، استفاده از انتقال حرارت است، زمانی که یک سیستم لوله با سطح بیرونی توسعه یافته و مایع داغی که در داخل آن جریان دارد در ظرفی غوطه ور می شود که مایع سرد دیگری از آن عبور می کند و در نتیجه انتقال حرارت، گرما ایجاد می شود. از مایع گرم به مایع سرد منتقل می شود.

سه نوع انتقال حرارت هنگام گرم شدن تشت مشاهده می شود: (الف) رسانایی از طریق دیواره های فلزی تشت (1)، حرکت همرفتی سیال (2) و تشعشع از منبع حرارتی که به تابه منتقل می شود (3). . در تئوری، یک رسانای گرما که به خوبی عایق شده است، یک سر آن در یخ و سر دیگر آن در آب جوش قرار می گیرد، دما را در طول (B) خود به صورت خطی تغییر می دهد، مانند یک خط مستقیم روی نمودار. مشخصه تغییر دمای یک هادی با عایق ضعیف با یک خط منحنی نقطه چین نشان داده می شود. ترموس (C) دارای خلاء (4) بین دیواره ها برای جلوگیری از رسانش گرما و همرفت و دیواره های نقره ای برای جلوگیری از اتلاف حرارت از طریق تشعشع است.


فرهنگ دانشنامه علمی و فنی.

مترادف ها:

ببینید «تبادل حرارتی» در فرهنگ‌های دیگر چیست:

    انتقال حرارت ... فرهنگ لغت املا

    فرآیند غیرقابل برگشت انتقال حرارت به دلیل گرادیان دما. در حالت کلی، انتقال گرما می تواند ناشی از ناهمگنی میدان های دیگر فیزیکی نیز باشد. ارزش ها، به عنوان مثال گرادیان غلظت (به اثر DUFOUR مراجعه کنید). تمیز دادن… … دایره المعارف فیزیکی

    انتقال حرارت، همراه با کار در ترمودینامیک، یکی از انواع تبادل انرژی یک سیستم ترمودینامیکی (یک جسم فیزیکی) با اجسام اطراف است که از طریق فرآیندهای رسانش گرما، جابجایی یا تشعشع صورت می‌گیرد و همراه با .... . دایره المعارف مدرن

    یک فرآیند برگشت ناپذیر انتقال گرما خود به خود از اجسام گرمتر (یا قسمت‌هایی از اجسام) به اجسام با حرارت کمتر (در حالت کلی، انتقال حرارت می‌تواند ناشی از ناهمگنی میدان‌های مقادیر فیزیکی دیگر باشد، به عنوان مثال، تفاوت در غلظت‌ها. م....... فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ

    انتقال حرارت، انتقال حرارت، انتقال حرارت فرهنگ مترادف روسی. مبادله حرارتی عدد، تعداد مترادف: 4 مبادله (55) ... فرهنگ لغت مترادف

    تبادل حرارت- یک فرآیند برگشت ناپذیر خود به خودی توزیع انرژی حرارتی از اجسام یا قسمت‌هایی از بدن که گرم‌تر شده‌اند به آن‌هایی که حرارت کمتری دارند بدون انجام کار. انواع زیر وجود دارد T.: (نگاه کنید به)، هدایت حرارتی (نگاه کنید به) و انتقال حرارت با استفاده از تابش ... ... دایره المعارف بزرگ پلی تکنیک

    تبادل حرارت، شوهر. (متخصص.). فرآیند انتقال برگشت ناپذیر گرما از اجسام گرمتر به اجسام سردتر. تنظیم تبادل حرارت | تصرف مبدل حرارتی، اوه، اوه. فرهنگ لغت توضیحی اوژگوف. S.I. اوژگوف، ن.یو. شودووا. 1949 1992 ... فرهنگ لغت توضیحی اوژگوف

    تبادل حرارت- فرآیند انتقال حرارت غیر قابل برگشت خود به خودی به دلیل گرادیان دما [فرهنگ اصطلاحات برای ساخت و ساز به 12 زبان (VNIIIS Gosstroy اتحاد جماهیر شوروی)] موضوعات ترمودینامیک EN تبادل حرارتی intercambio térmico DE…… کتابچه راهنمای مترجم فنی

    تبادل حرارت- فرآیند خود به خودی انتقال حرارت از قسمتهای گرمتر بتن به قسمتهایی که حرارت کمتری دارند. [فرهنگ اصطلاحات بتن و بتن مسلح. دولت فدرال واحد "مرکز تحقیقات" ساخت و ساز "NIIZHB آنها. A. A. Gvozdeva، مسکو، 2007، 110 صفحه] عنوان ... ... دایره المعارف اصطلاحات، تعاریف و توضیحات مصالح ساختمانی

    تبادل حرارت- انتقال غیرقابل برگشت گرما خود به خود در فضا با میدان دمایی غیر یکنواخت که با گرادیان دما مشخص می شود. انتقال حرارت از اجسام گرمتر به اجسام با حرارت کمتر صورت می گیرد و با یک بردار مشخص می شود ... فرهنگ لغت دایره المعارف متالورژی

کتاب ها

  • انتقال حرارت در محیط تک فاز و در طول تبدیل فاز. کتاب درسی، V. V. Yagov، محتوای کتاب درسی مطابق با برنامه رشته "انتقال گرما و جرم" است که برای دانش آموزانی که در رشته ترموفیزیک به عنوان بخشی از مسیر آموزشی "140700. ... خوانده می شود. ... دسته: ترمودینامیک و فیزیک آماری ناشر: MPEI,
  • انتقال حرارت و آزمایش حرارتی مواد و سازه‌های تجهیزات هوافضا تحت گرمایش تابشی، ویکتور السیف، این مقاله به مشکلات انتقال حرارت و آزمایش حرارتی مواد و ساختار تجهیزات هوافضا با استفاده از منابع تابشی با شدت بالا اختصاص دارد. نتایج ارائه شده است ... دسته: ادبیات آموزشیناشر:

روش های انتقال حرارت - گرما همیشه از اجسامی که گرمتر هستند به گرمای کمتر منتقل می شود. روش های انتقال حرارت از جسم جامد (دیوار) به مایع یا گازی که در اطراف آن جریان دارد، انتقال حرارت نامیده می شود. روش های انتقال حرارت از یک محیط به محیط دیگر که توسط یک پارتیشن (دیوار) از هم جدا می شوند، انتقال حرارت نامیده می شوند. سه روش انتقال حرارت وجود دارد: هدایت، همرفت و تابش (تابش).

رسانایی حرارتی فرآیند انتشار گرما در یک جسم (یکی) با انتقال انرژی جنبشی از مولکول‌های گرم‌تر به مولکول‌هایی با حرارت کمتر است که در تماس با یکدیگر هستند. در شکل خالص خود، هدایت حرارتی در جامدات در لایه های بسیار نازک و بی حرکت مایع و گاز صورت می گیرد.

روش های انتقال حرارت از طریق دیواره های دیگ پخش می شود. هدایت حرارتی مواد مختلف متفاوت است. فلزات رسانای خوبی برای گرما هستند. هدایت حرارتی هوا بسیار کم است. اجسام متخلخل گرما، آزبست، نمد و دوده با رسانایی ضعیف.

جابجایی انتقال گرما در اثر حرکت حجم های مولی محیط است. معمولاً روش همرفتی انتقال حرارت همراه با هدایت حرارتی اتفاق می افتد و در نتیجه حرکت آزاد یا اجباری حجم های مولی مایع یا گازها (همرفت طبیعی یا اجباری) انجام می شود. همرفت طبیعی گرما را از اجاق‌ها، وسایل گرمایشی، هنگام گرم کردن آب در دیگ‌های بخار، پوشش‌های دیگ خنک‌کننده و سایر وسایل گرمایشی پخش می‌کند. حرکت آزاد مایعات یا گازها به دلیل چگالی متفاوت ذرات گرم و سرد محیط است. به عنوان مثال، هوای نزدیک به سطح کوره گرم می شود، سبک تر می شود، بالا می رود و سنگین تر و هوای سردتر به جای آن وارد می شود. در نتیجه، گردش هوا در اتاق اتفاق می افتد که گرما را منتقل می کند.

روش های انتقال حرارت شامل همرفت می باشد. جابجایی اجباری زمانی اتفاق می‌افتد که گرما از دیواره داخلی دیگ به آب در حال حرکت تحت عمل پمپ منتقل می‌شود.

تابش (تابش) انتقال گرما از جسمی به جسم دیگر توسط امواج الکترومغناطیسی از طریق یک محیط شفاف به تابش گرمایی است. این فرآیند انتقال حرارت با تبدیل انرژی حرارتی به انرژی تابشی و برعکس انرژی تابشی به انرژی حرارتی همراه است. تابش گرما را از شعله سوخت سوزانده به سطح مقاطع چدنی یا لوله های فولادی دیگ منتقل می کند. تابش کارآمدترین راه برای انتقال گرما است، به خصوص اگر جسم تابشی دمای بالایی داشته باشد و پرتوهای آن عمود بر سطح گرم شده هدایت شوند.

مفهوم انتقال حرارت سه نوع انتقال حرارتی که در بالا مورد بحث قرار گرفت به شکل خالص بسیار نادر هستند. در بیشتر موارد، یک گونه با گونه دیگر همراه است. نمونه ای از این انتقال حرارت از محصولات گازی حاصل از احتراق به دیواره دیگ آب گرم است (شکل 7). در سمت چپ، سطح آن در تماس با محصولات احتراق گازی داغ است و دارای دمای t 1 در سمت راست با آب شسته می شود و دارای دمای t 2 است. درجه حرارت در دیوار در جهت محور x کاهش می یابد.

برنج. 7. انتقال حرارت از محصولات گازی حاصل از احتراق به دیواره دیگ.

در این حالت گرما از گاز به دیوار به طور همزمان توسط همرفت، انتقال حرارت و تابش (انتقال حرارت تابشی) منتقل می شود. به انتقال همزمان گرما توسط همرفت، رسانش و تابش، انتقال حرارت پیچیده می گویند.

نتیجه عمل همزمان تک تک پدیده های ابتدایی به یکی از آنها نسبت داده می شود که اصلی ترین آنها محسوب می شود. بنابراین، تشعشع (تابش) که به آن پس زدگی مستقیم نیز گفته می شود، نقش غالبی در انتقال گرما در محفظه احتراق از گازهای دودکش به سطح گرمایش بیرونی دیگ دارد، اگرچه همراه با آن، همرفت و هم هدایت حرارتی در انتقال حرارت

روش های انتقال گرما از سطح گرمایش خارجی به سطح داخلی از طریق یک لایه دوده، یک دیوار فلزی و یک لایه مقیاس فقط با هدایت گرما انجام می شود. در نهایت، از سطح گرمایش داخلی دیگ به آب، گرما تنها از طریق همرفت منتقل می شود. در مجاری گاز دیگ، فرآیند تبادل حرارت بین دیواره مقطع و گازهای شستشوی آن نیز حاصل عمل ترکیبی همرفت، هدایت حرارتی و تشعشع است. با این حال، همرفت به عنوان پدیده اصلی در نظر گرفته می شود.

مشخصه کمی انتقال گرما از یک خنک کننده به خنک کننده دیگر از طریق دیواره جداکننده آنها، ضریب انتقال حرارت K است. برای یک دیوار صاف، ضریب K مقدار گرمای منتقل شده در واحد زمان است: از یک مایع به مایع دیگر در طول یک مساحت 1 متر مربع با اختلاف دما بین آنها یک درجه است. - با فرمول تعیین می شود:

K \u003d (1 / α 1 + δ 3 / λ 3 + δ st / λ st + δ n / λ n + 1 / α 2) -1

که در آن α 1 ضریب انتقال حرارت از گازها به دیواره سطح گرمایش است، W / (m 2 × deg)؛ δ 3 - ضخامت رسوبات خاکستر یا دوده (به اصطلاح آلودگی خارجی)، m. δ st - ضخامت دیواره بخش ها یا لوله ها، متر؛ δ n - ضخامت مقیاس (به اصطلاح آلودگی داخلی)، m. λ 3، λ st، λ در - ضرایب مربوطه هدایت حرارتی خاکستر یا دوده، دیوارها و مقیاس، W / (m × deg)؛ α 2 -. ضریب انتقال حرارت از دیوار به آب / W / (m 2 × deg).

مطابق با مثال بالا از انتقال حرارت پیچیده (نگاه کنید به شکل 7)، ضریب انتقال حرارت کل، و از گازها به دیوار دیگ، به ترتیب برابر است با:

α 1 \u003d α k + α l

که در آن α به و α l - ضرایب، انتقال حرارت توسط همرفت و تابش.

متقابل ضریب انتقال حرارت را مقاومت حرارتی در برابر انتقال حرارت می گویند. برای این مورد:

R \u003d 1 / K \u003d 1 / α 1 + δ 3 / λ 3 + δ st / λ st + δ n / λ n + 1 / α 2

مواد مختلف دارای ضرایب هدایت حرارتی متفاوتی هستند.

ضریب هدایت حرارتی K - مقدار گرمای منتقل شده از طریق واحد سطح گرمایش در واحد زمان با اختلاف دما 1 درجه و ضخامت دیواره 1 متر هنگام استفاده از واحدهای خارج از سیستم (کیلو کالری در ساعت) بعد ضریب هدایت حرارتی kcal × m / (m 2 × h × deg) است، در سیستم SI - W / (m × deg).

ضرایب هدایت حرارتی مواد مختلف، که اغلب در تجهیزات گرمایش و دیگ بخار یافت می شود، در زیر، W / (m × deg) آورده شده است.

مقدار گرمای Q منتقل شده از طریق دیوار با فرمول تعیین می شود:

که در آن K - ضریب انتقال حرارت، W / (mg × deg)؛ ∆t اختلاف دمای متوسط ​​بین گرمایش و محیط گرم یا میانگین اختلاف دمای لگاریتمی، درجه است. H مساحت سطح گرمایش، m2 است.

میانگین اختلاف دمای لگاریتمی Δt با فرمول تعیین می شود:

∆t = ∆t - ∆t m /2.31 g (∆t 0 /∆t m)

که در آن ∆t g و ∆t m بزرگترین و کوچکترین اختلاف دما بین محیط گرمایش و گرمایش هستند.

برنج. 8. ماهیت تغییر در دمای سیالات عامل در

الف - جریان رو به جلو؛ ب - جریان متقابل.

ویژگی تغییر دمای مایعات در حال کار در شکل 1 نشان داده شده است. 8. اگر سیالات گرمایشی و گرم شده در یک جهت در مبدل حرارتی جریان داشته باشند، چنین الگوی جریانی را جریان رو به جلو (نگاه کنید به شکل 8، a)، و در جهت مخالف - جریان مخالف (نگاه کنید به شکل 8، b) نامیده می شود. ).

برای یک واحد سطح انتقال حرارت، شار ویژه که با q نشان داده می شود برابر خواهد بود با:

از فرمول های فوق می توان دریافت که مقدار گرمای منتقل شده بیشتر است، سطح گرمایش H بیشتر است و میانگین اختلاف دما یا اختلاف دما و ضریب انتقال حرارت K بیشتر است. وجود رسوب، خاکستر یا دوده بر روی دیواره دیگ به طور قابل توجهی ضریب انتقال حرارت را کاهش می دهد (نمونه زیر را ببینید).

عامل تعیین کننده در انتقال گرما توسط تشعشع، دمای جسم تابشی و میزان سیاهی آن است. بنابراین برای تشدید انتقال حرارت توسط تشعشع، لازم است با افزایش زبری سطح، دمای جسم تابشی را افزایش داد.

انتقال حرارت از طریق همرفت بستگی به این دارد: سرعت حرکت گازها، تفاوت دمایی بین گرمایش و محیط گرم شده، ماهیت جریان گازها در اطراف سطح گرما - طولی یا عرضی، نوع سطح - صاف یا آجدار. راه‌های اصلی تشدید انتقال حرارت از طریق همرفت عبارتند از: افزایش سرعت گازها، چرخاندن آنها در مجرای گاز، افزایش سطح گرمایش به دلیل پره‌بندی آن، افزایش اختلاف دما بین محیط گرمایشی و گرمایشی، و شستشوی جریان مخالف (جریان مخالف) .

مثال. با استفاده از داده های این بخش، تأثیر رسوب و دوده را بر انتقال حرارت در دیگ در نظر بگیرید. ما ضخامت دیواره بخش دیگ چدنی δ 1 \u003d 8 میلی متر و لایه رسوب روی آن را با ضخامت δ 2 \u003d 2 میلی متر و لایه دوده δ 3 \u003d 1 گرم می پذیریم. ضرایب هدایت حرارتی دیوار λ 1، مقیاس λ 2 و دوده λ 3 به ترتیب برابر با 54 در نظر گرفته شده است. 0.1 و 0.05 kcal / (m × h × deg) (√62.7؛ 0.116 و 0.058 W / (m 2 × K). مقادیر ضرایب انتقال حرارت: از، گازها به دیوار α 1 = 20 کیلو کالری / ( m 2 × deg )؛ از دیوار تا آب α 2 = 1000 kcal / (m 2 × h × deg) دمای گازها برابر با t گاز = 800 درجه سانتیگراد، آب t = 95 درجه سانتیگراد گرفته می شود. .

ما برای دیوارهای تمیز و آلوده دیگ چدنی محاسباتی انجام می دهیم.

الف- دیوار دیگ تمیز است.

ضریب انتقال حرارت را پیدا کنید:

K \u003d (l / α 1 + δ / λ + l / α 2) -1 \u003d (1/20 + 0.008 / 54 + 1/1000) -1 \u003d 1 / 0.0512 \u003d 19.5 کیلو کالری / (m 2 × h × deg) = 22.6 W / (m2 × deg) و شار گرما از طریق دیوار.

q \u003d K∆t \u003d 19.5 (800-95) \u003d 13700 کیلو کالری / (m 2 × h) \u003d 15850 W / (m 2).

اجازه دهید با استفاده از فرمول دمای سطح بیرونی دیواره بخش چدنی را تعیین کنیم

q \u003d α 1 (t گاز - t st) -1 q \u003d α 1 t گاز - α 1 t st. α i t st = α 1 t گاز

t st \u003d t گاز - q / α 1 \u003d 800 - 13700/20 \u003d 115 ° C.

از محاسبات می توان دریافت که با دیواره تمیز دیگ، دمای آن کمی با دمای آب داخل دیگ تفاوت دارد.

ب. کثیف شدن دیوار دیگ.

با تکرار کل محاسبه، متوجه می شویم:

K \u003d (l / α 1 + δ 1 / λ 1 + δ 2 / λ 2 + δ 3 / λ 3 + 1 / α 2) -1 \u003d (1/20 + 0.008 / 54 + 0.002 / 0.1 (+ 0.001 / 0.05+ 1 \u003d 1000) -1 \u003d (0.0912) -1 \u003d 11 کیلو کالری / (m 2 × h × 1 × تگرگ) \u003d 12.7 W / (m 2 × تگرگ)

q \u003d 11 (800 - 95) \u003d 7750 کیلو کالری / (m 2 × h) \u003d 8960 W / (m 2) ، t st \u003d 800 - 7750/20 \u003d 412C.

از محاسبات می توان دریافت که رسوب دوده نامطلوب است زیرا با داشتن رسانایی حرارتی کم، انتقال گرما از گازهای دودکش به دیواره های دیگ را دشوار می کند. این منجر به مصرف بیش از حد سوخت، کاهش تولید بخار یا آب گرم توسط دیگ‌ها می‌شود.

مقیاس با داشتن رسانایی حرارتی کم، انتقال گرما از دیواره دیگ به آب را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد، در نتیجه دیواره ها بسیار بیش از حد گرم می شوند و در برخی موارد. ترکیدن، باعث خرابی دیگ بخار می شود.

با مقایسه نتایج محاسبات، می بینیم که انتقال حرارت از طریق دیوار آلوده تقریباً به نصف کاهش یافته است، دمای دیواره بخش چدنی در حین مقیاس به حد خطرناکی افزایش یافته است، با توجه به استحکام فلز، که می تواند منجر به پارگی بخش این مثال به وضوح نیاز به تمیز کردن منظم دیگ را از جرم و دوده یا خاکستر نشان می دهد.

دستورالعمل

رسانایی حرارتی عبارت است از انتقال گرما از قسمت‌های گرم‌تر یک ماده به قسمت‌هایی که حرارت کمتری دارند و منجر به یکسان شدن دمای ماده می‌شود. مولکول های یک ماده با انرژی بیشتر آن را به مولکول هایی با انرژی کمتر منتقل می کنند. رسانایی حرارتی به قانون فوریه اشاره دارد که رابطه بین گرادیان دما در محیط و چگالی شار حرارتی است. گرادیان بردار است که جهت تغییر میدان اسکالر را نشان می دهد. انحراف از این قانون می تواند در امواج ضربه ای بسیار قوی (مقادیر گرادیان بزرگ)، در دماهای بسیار پایین و در گازهای کمیاب رخ دهد، زمانی که مولکول های یک ماده بیشتر با دیواره های رگ برخورد می کنند تا با یکدیگر. در مورد گازهای کمیاب، فرآیند انتقال حرارت نه به عنوان انتقال حرارت، بلکه به عنوان انتقال حرارت بین اجسام در یک محیط گازی در نظر گرفته می شود.

طبق تئوری جنبشی، این انتقال گرما در مایعات، گازها یا جامدات است. ماهیت نظریه جنبشی این است که تمام اجسام (مواد) از اتم ها و مولکول هایی تشکیل شده اند که در حرکت مداوم هستند. بر اساس این نظریه، همرفت عبارت است از انتقال گرما بین مواد در سطح مولکولی، به شرطی که اجسام تحت تأثیر گرانش باشند و به طور ناهموار گرم شوند. یک ماده گرم شده، تحت اثر گرانش، نسبت به ماده ای که حرارت کمتری دارد در جهت مخالف گرانش حرکت می کند. مواد گرمتر بالا می روند و مواد سردتر فرو می روند. تضعیف اثر همرفت در موارد رسانایی حرارتی بالا و یک محیط چسبناک مشاهده می شود و همچنین درجه یونیزاسیون آن و میدان مغناطیسی به شدت بر همرفت در گازهای یونیزه تأثیر می گذارد.

تابش حرارتی. یک ماده به دلیل انرژی درونی، تابش الکترومغناطیسی با طیف پیوسته ایجاد می کند که می تواند بین مواد منتقل شود. موقعیت حداکثر طیف آن بستگی به گرم بودن ماده دارد. هر چه دما بالاتر باشد، ماده انرژی بیشتری آزاد می کند و بنابراین، گرمای بیشتری می تواند منتقل شود.

انتقال حرارت می تواند از طریق یک پارتیشن یا دیوار نازک بین اجسام، از یک ماده گرمتر به یک ماده گرمتر انجام شود. ماده ای که بیشتر گرم می شود بخشی از گرما را به دیوار منتقل می کند و پس از آن فرآیند انتقال حرارت در دیوار اتفاق می افتد و گرما از دیوار به ماده ای که حرارت کمتری دارد منتقل می شود. شدت مقدار حرارت منتقل شده مستقیماً به ضریب انتقال حرارت بستگی دارد که به عنوان مقدار گرمای منتقل شده از طریق واحد سطح پارتیشن در واحد زمان در اختلاف دمایی بین مواد 1 کلوین تعریف می شود.