가스 및 액체의 열 전달
가스 및 액체의 열 전달은 주로 전도, 대류 및 방사선을 통해 발생합니다 . 각 프로세스의 고장은 다음과 같습니다.
1. 전도 :
* 작동 방식 : 분자들 사이의 직접 접촉을 통한 열 전달. 가스 및 액체에서 분자는 끊임없이 움직이고 충돌하고 있습니다. 영역이 가열되면 해당 영역의 분자는 운동 에너지를 얻고 더 빠르게 진동합니다. 이 통전 분자는 이웃 분자와 충돌하여 일부 에너지를 전달하고 온도를 증가시킵니다.
* 전도에 영향을 미치는 요인 :
* 열전도도 : 열을 전도하는 재료의 능력. 가스는 일반적으로 분자 간격이 높기 때문에 일반적으로 액체보다 열전도율이 낮습니다.
* 온도 차이 : 두 영역의 온도 차이가 클수록 열 전달이 더 빠릅니다.
* 접촉 영역 : 더 큰 접촉 영역은 더 큰 열전달을 허용합니다.
2. 대류 :
* 작동 방식 : 유체 (가스 또는 액체)의 움직임을 통한 열 전달. 유체가 가열되면 덜 조밀 해지고 상승하는 반면 더 냉각하고 밀도가 높은 유체는 싱크합니다. 이것은 대류 전류라는 연속 순환 패턴을 생성하여 더운에서 더운에서 냉각 영역으로 열을 전달합니다.
* 대류 유형 :
* 자연 대류 : 온도 변화로 인한 밀도 차이에 의해 구동됩니다.
* 강제 대류 : 팬이나 펌프와 같은 외부 힘에 의해 구동됩니다.
* 대류에 영향을 미치는 요인 :
* 유체 특성 : 점도, 열 전도도 및 밀도는 대류 효율에 영향을 미칩니다.
* 유체 속도 : 속도가 높을수록 열 전달이 더 빠릅니다.
* 기하학 : 물체의 모양과 주변 공간은 대류 패턴에 영향을 미칩니다.
3. 방사선 :
* 작동 방식 : 배지의 존재에 관계없이 전자기파를 통한 열 전달. 모든 물체는 전자기 방사선을 방출 하며이 방사선의 강도는 온도에 따라 다릅니다. 따뜻한 물체는 더 많은 방사선을 방출 하고이 방사선 중 일부는 냉각기에 의해 흡수 될 수 있습니다.
* 방사선에 영향을 미치는 요인 :
* 온도 : 온도가 높을수록 방사선이 강해집니다.
* 표면 특성 : 표면 색상, 질감 및 방사율은 얼마나 많은 방사선이 흡수되고 방출되는지에 영향을 미칩니다.
* 거리 : 방사선 강도는 소스와의 거리에 따라 감소합니다.
가스 및 액체 열 전달의 주요 차이 :
* 전도 : 가스는 분자가 더 떨어져 있기 때문에 액체보다 전도성이 적어 충돌이 적습니다.
* 대류 : 액체는 일반적으로 밀도와 점도가 높기 때문에 가스보다 대류 속도가 더 높습니다.
* 방사선 : 가스와 액체는 모두 복사 열 전달에 참여할 수 있지만,이 단계의 전도 및 대류에 비해 방사선의 역할은 종종 덜 중요합니다.
예 :
* 끓는 물 : 가열 냄비에서 전도하여 열이 물로 옮겨집니다. 가열 된 물이 상승하고 더 차가운 물이 내려 가면서 대류 전류가 발생하여 끓는 공정이 발생합니다. 가열 냄비에서 주변 공기로 방사선으로 일부 열이 전달됩니다.
가스 및 액체의 열 전달 공정을 이해하는 것은 난방 시스템 설계, 냉각 시스템 및 에너지 효율적인 건물과 같은 많은 엔지니어링 응용 분야에서 필수적입니다.
