ガスおよび液体の熱伝達
ガスと液体の熱伝達は、主に伝導、対流、および放射によって発生します 。各プロセスの内訳は次のとおりです。
1。伝導：
* それがどのように機能するか： 分子間の直接接触による熱伝達。ガスと液体では、分子は絶えず動いて衝突しています。領域が加熱されると、その領域の分子は運動エネルギーを獲得し、より迅速に振動します。これらのエネルギー化された分子は、隣接する分子と衝突し、エネルギーの一部を伝達し、温度を上げます。
* 伝導に影響する要因：
* 熱伝導率： 熱を行う材料の能力。ガスは一般に、分子間隔が大きいため、液体よりも熱伝導率が低くなっています。
* 温度差： 2つの領域間の温度差が大きいほど、熱伝達が速くなります。
* 連絡先エリア： 接触領域が大きくなると、熱伝達が大きくなります。
2。対流：
* それがどのように機能するか： 流体（ガスまたは液体）の動きを介した熱伝達。液体が加熱されると、密度が低くなり、上昇しますが、より涼しく密度の高い液体が沈みます。これにより、対流電流と呼ばれる連続循環パターンが作成され、これは熱から暖かい領域に熱を伝達します。
* 対流の種類：
* 自然対流： 温度変動によって引き起こされる密度の違いによって駆動されます。
* 強制対流： ファンやポンプなどの外力によって駆動されます。
対流に影響する要因：
* 流体特性： 粘度、熱伝導率、および密度は、対流の効率に影響します。
* 流体速度： 速度が高いほど、熱伝達が速くなります。
* ジオメトリ： オブジェクトの形状と周囲の空間は、対流パターンに影響します。
3。放射：
* それがどのように機能するか： 培地の存在に関係なく、電磁波を介した熱伝達。すべてのオブジェクトは電磁放射を放出し、この放射の強度は温度に依存します。暖かいオブジェクトはより多くの放射線を放出し、この放射の一部はより冷たいオブジェクトによって吸収される可能性があります。
* 放射線に影響する要因：
* 温度： より高い温度は、より激しい放射線につながります。
* 表面特性： 表面の色、テクスチャ、および放射率は、放射線が吸収され、放出される量に影響します。
* 距離： 放射線の強度は、ソースからの距離とともに減少します。
ガスと液体熱伝達の重要な違い：
* 伝導： ガスは、分子がさらに離れているため、液体よりも伝導性が低く、衝突の頻度が低下します。
* 対流： 液体は一般に、密度と粘度が大きいため、ガスよりも対流速度が高くなっています。
* 放射： ガスと液体の両方が放射熱伝達に関与する可能性がありますが、放射線の役割は、これらの相の伝導と対流に比べてそれほど有意ではないことがよくあります。
例：
* 沸騰したお湯： 加熱された鍋からの伝導により、熱は水に移されます。温水が上昇すると対流の流れが発生し、冷たい水が降りて沸騰します。加熱された鍋から周囲の空気への放射によってもいくつかの熱が伝達されます。
暖房システム、冷却システム、エネルギー効率の高い建物など、多くのエンジニアリングアプリケーションでは、ガスと液体の熱伝達のプロセスを理解することが不可欠です。
