که در آن q شار حرارتی جابجایی (وات بر متر مربع) و h ضریب انتقال حرارت جابجایی (وات به متر مربع بر درجه حرارت) و Tw-Ta)) اختلاف درجه حرارت می‌باشد.
ضریب انتقال حرارت جابجایی معمولاً به عنوان یک شرط مرزی در حل این گونه مسایل مطرح و فرض می‌شود که این ضریب به عنوان معلومات مسئله می‌باشد.و در مسایل پیچیده تری مثل محفظه های احتراقی و یا مبدل حرارتی که در آن ضریب انتقال حرارت جابجایی معلوم نیست با فرض یک ضریب مناسب و یا اینکه با بهره گرفتن از روابط تجربی و یا آزمایشگاهی h را حدس زد که روش فوق روش مشکلی برای تعیین h می‌باشد.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
نوع سوم انتقال حرارت را انتقال حرارت تابشی می‌نامند که بر خلاف انتقال حرارت جابجایی و هدایتی که نیاز به جسم مادی دارند این نوع می‌تواند در نواحی‌ای که خلأ کامل وجود دارد نیز انتقال یابد که اساس آن بر اساس حالت تابش الکترومغناطیسی می‌باشد که این تابش در اثر اختلاف دما به وجود می‌آید.
حداکثر شاری که توسط تأثیر از یک جسم سیاه صادر می‌شود می‌توان بر اساس قانون استفان –بولتزمن بدست آورد:
| ۲‑۳ | q= |
که در آن q شار حرارتی تشعشعی یا تابشی بر اساس وات به متر مربع و ضریب تناسب بوده و به ثابت استفان –بولتزمن معروف است و مقدار آن با واحد وات به متر مربع بر درجه حرارت به توان چهار و Tw دمای سطح بر حسب کلوین است .معادله فوق تنها برای تابش حرارتی معتبر است و سایر موارد تایش الکترومغناطیسی به این سادگی قابل بررسی نیست.
شار حرارتی که توسط یک سطح واقعی صادر می‌شود از شار یک سطح سیاه کمتر است و توسط رابطه زیر بدست میاید:
| ۲‑۴ | q |
که در این رابطه ε خاصیت تشعشعی سطح است و ضریب صدور نامیده می‌شود.با توجه به اینکه تابش الکترومغناطیسی در خطوط مستقیم حرکت می‌کند و مقداری از آن در محیط اطراف از بین می‌رود پس همه تابشی که از یک سطح ساطع می‌گردد به سطح دیگر نمی‌رسد.
تبادل انرژی تشعشعی خالص بین دو سطح ۱و۲ را توسط رابطه زیر بیان می‌کنند:
| ۲‑۵ | q=F(T14 – T24 ) |
که در این رابطه Fε تابع ضریب گسیل که مربوط به خواص دو سطح تابش کننده می‌باشد و FG تابع ضریب دید که مربوط به جهت هندسی دو سطح تبادل کننده حرارت است و A1 نیز مساحت سطح یک می‌باشد.
با توجه به قوانین ترمودینامیک ملاحظه می‌شود که فقط قانون اول ترمودینامیک در مسایل انتقال حرارت وارد می‌شود افزایش انرژی سیستم مساوی با اختلاف دما بین انرژی انتقالی به وسیله حرارت در سیستم و انرژی انتقالی به وسیله کار انجام شده روی محیط توسط سیستم است .
| ۲‑۶ | dE = dQ - dw |
Q برابر با کل حرارت وارد به سیستم و W کار انجام شده روی محیط می‌باشد. برای اینکه نرخ انتقال انرژی را در پروسه های مختلف انتقال حرارت بدانیم می‌توانیم بر اساس نرخ انتقال حرارت و نرخ کاری که توسط سیستم روی محیط انجام می‌دهد قانون اول ترمودینامیک را به صورت زیر بازنویسی نماییم:
