Modelarea transmisiei termice

Modelarea transmisiei termice

Transformarea energiei electromagnetice in energie calorica are loc la nivelul materialelor active (cai conductoare, piese feromagnetice si electroizolante). Cedarea energiei termice produse se efectueaza prin transmisie termica, fluxul termic fiind orientat intotdeauna de la zonele cu temperaturi mai ridicate spre cele cu temperaturi mai scazute; durata procesului se extinde pana la egalizarea temperaturilor. Transmisia termica se realizeaza pe caile cunoscute: conductie, radiatie si convectie.

1. Transmisia termica prin conductie

Conductia termica reprezinta fenomenul de propagare a caldurii in volumul corpurilor solide, lichide, gazoase sau intre aceste corpuri aflate in contact, cand repartitia temperaturii in volumul considerat este neuniforma. Transmisia termica prin conductie se realizeaza cu cea mai mare viteza in metale, gazele rarefiate fiind caracterizate prin cea mai slaba conductie termica.

2. Transmisia prin radiatie si convectie. Transmisia combinata a caldurii

Schimbul de caldura intre corpuri avand temperaturi diferite, efectuat pe calea energiei radiante, constituie transmisia termica prin radiatie. Aceasta are loc obisnuit in medii transparente pentru radiatiile infrarosii si luminoase, avand lungimi de unda in gama 0,840 m, respectiv 0,40,8 m. Densitatea fluxului termic, evacuat prin radiatie la suprafata exterioara a unui conductor care functioneaza in vid sau intr-un mediu gazos avand temperatura Ta, este data de legea Stefan-Boltzmann:

Transmisia termica prin convectie se realizeaza pe seama deplasarii particulelor unui fluid (gaz sau lichid), pe o suprafata calda, care cedeaza caldura. Convectia poate fi naturala, cand curentii apar ca urmare a diferentelor de densitate dintre straturile calde si cele reci ale fluidului sau fortata, cand curentii de fluid se obtin cu ajutorul unor ventilatoare (pentru gaze) sau pompe

(pentru lichide).

unde c este transmisivitatea termica prin convectie, iar a-temperaturile corespunzatoare suprafetei care cedeaza caldura, respectiv fluidului de racire.

Energia termica transmisa prin convectie la temperatura constanta este data de relatia: