10.6. ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ
Больпшнство процессов химической технологии протекает в за¬данном направлении только при определенной температуре, кото¬рая достигается путем подвода или отвода тепловой энергии (теплоты). Процессы, скорость протекания которых определяется скоростью подвода или отвода теплоты [нагревание, охлаждение, испарение (или кипение), конденсация и др.], называют тепловыми. Движущей силой тепловых процессов является разность температур более нагретого и менее нагретого тела. Аппараты, в которых осуществляются тепловые процессы, называют теплообменниками.
Исследования показали, что перенос теплоты является сложным процессом, поэтому при изучении тепловых процессов его расчле¬няют на более простые явления. Различают три вида переноса теплоты: теплопроводность, тепловое излучение и конвекция.
Явление теплопроводности состоит в том, что перенос теплоты происходит путем непосредственного соприкосновения между мик-рочастицами (молекулами, атомами, электронами)—от частиц с большей энергией к частицам с меньшей энергией, т.е. процесс переноса теплоты теплопроводностью протекает по молекулярному механизму. В подвижных средах (жидкость, газ) при турбулентном режиме движения потока молекулярный механизм переноса теп¬лоты, т.е. теплопроводность, имеет существенное значение в тонких, пограничных с твердой стенкой слоях. При ламинарном движении потока или в неподвижной жидкости теплопроводность может быть основным видом переноса теплоты. Поскольку тепло¬проводность-явление молекулярное, то на скорость процесса переноса теплоты теплопроводностью существенное влияние ока¬зывают структура и свойства вещества (например, для подвижных сред-вязкость, плотность и др,). В твердых телах, например в диэлектриках, перенос энергии осуществляется фононами, в металлах—электронами.