Тепло — это то, что заставляет вас испытывать ощущение жара или тепла. Как упоминалось выше, тепло — это вид энергии, который может передаваться от одного материала к другому. Короче говоря, вы можете почувствовать тепло чашки какао, когда физически соприкасаетесь с ней. Именно эта передача тепла делает возможными многие наши повседневные действия, от обогрева наших домов в холодную погоду до приготовления вкусных блюд. Пример машины, которая выполняет такую работу, — это теплообменник. Теплообменники — это устройства, которые помогают переносить тепло между двумя или более местами.
Менятели тепла — это устройства, которые способствуют передаче тепла от одного среды к другой. Они используются в огромном количестве ситуаций. Например, они применяются в наших жилищах для поддержания тепла зимой и в автомобилях для охлаждения двигателя. Менятели тепла работают путем извлечения тепла из холодных веществ, таких как горячая радиаторная вода (транспортная жидкость), и переноса его на низшую форму энергии, такую как комнатный воздух. Этот процесс помогает поддерживать температуру, при которой мы чувствуем себя комфортно и в безопасности.
Теплообменники состоят из двух основных частей: сети труб или трубопроводов, через которые движется тепло, и конструкции, способной удерживать все вместе. Эти трубы обычно металлические, изготовленные из меди или алюминия, поскольку эти материалы хорошо проводят тепло. Большая площадь поверхности — улучшает рассеивание тепла от яичек. Дело в площади поверхности — больше поверхности означает, что тепло может перемещаться эффективнее. Одним из множества факторов, которые нужно учитывать, является корпус, так как он защищает трубы и обеспечивает их целостность. Трубы не смогут правильно функционировать, если они повреждены, и теплообменник не будет работать без корпуса.
Свободная конвекция: тепло передается через жидкость, например, воздух или воду. Например, когда вы кипятите воду, тепло от горячего дна кастрюли поднимается в более холодную жидкость и опускается, чтобы согреть более прохладные области вокруг (что приводит через секунду или две) к круговому движению через все молекулы выше/по всей кастрюле.
И каждый аспект, связанный с перемещением тепла — кинетический против потенциального, проводимость + переизлучение газовыми молекулами и так далее, или эмиссионное аэродинамическое нагревание, как если бы вы пытались сжечь что-то трением и т.д., на Земле существует множество отдельных способов эффективно управлять передачей тепла при различных заданных ограничениях … Например, конвекция очень эффективна для обогрева большого пространства, такого как комната, в то время как излучение может быть наиболее эффективным для нагрева объекта или конкретной вещи, где тепло должно быть локализовано, например, жарка маршмеллоу открытым пламенем.
Существует множество систем, в которых теплообменники выполняют значительную работу, и поэтому им требуется должный уход. Со временем теплообменники могут загрязняться или корродировать, что в конечном итоге снизит их производительность. Без обслуживания они могут столкнуться с проблемами, что может привести к остановке всей системы. Именно по этой причине необходимо регулярно проводить проверки и техническое обслуживание оборудования. Чистка и обслуживание наших теплообменников помогают им функционировать правильно, а также обеспечивают их долговечность, давая нам необходимое тепло в течение длительного времени.
Меняются вместе с технологией и теплообменники. Ученые и инженеры постоянно ищут материалы и конструкции, которые могут помочь им работать более эффективно. Это включает материалы, способные выдерживать сверхвысокие температуры, объясняют исследователи. Все эти факторы улучшают процесс теплообмена, при котором использование таких материалов является обязательным. Некоторые новые конструкции даже разрабатываются для увеличения поверхности теплообмена, повышая эффективность и нашу способность регулировать комфортную среду.