Transferul de căldură și masă este o disciplină care studiază tiparele proceselor de transfer de căldură însoțite de transferul de materie, adică transferul de masă [1] :8 .
În practică, transferul de căldură și masă are loc în multe sisteme tehnice care utilizează medii lichide sau gazoase în activitatea lor. Acestea sunt centrale termice, rețele de încălzire, turnătorii, diverse echipamente de schimb de căldură, de exemplu, centrale electrice, structuri de clădiri etc. Mediul de lucru în sine, deși o substanță pură sau diverse amestecuri și soluții, poate rămâne constant sau, prin modificarea agregatului stare , pentru a efectua tranziții de fază , cum ar fi evaporarea într-un mediu vapor-aer, condensarea aburului dintr-un amestec de „abur-aer”, răcirea topiturii etc.
Tehnologiile bazate pe procese de transfer de căldură și masă includ următoarele [2] :
Procesul de transfer de căldură și de masă nu poate fi redus la o simplă sumă a transferului de căldură și mișcarea masei. Motivul este că, în tehnologie, de obicei, fluxul de lichide sau gaze este însoțit de o distribuție neuniformă a temperaturii și, uneori, ca urmare, a presiunii. În același timp, proprietățile mecanice ale mediului - densitatea , vâscozitatea , conductivitatea termică - pot depinde în mod semnificativ de acești parametri. Adică, problemele propagării căldurii în mediu și mișcarea mediului devin corelate. O complicație suplimentară poate fi instabilitatea stării actuale a unor astfel de mass-media.
Deci, în funcție de condițiile specifice, procesele de transfer de căldură și masă decurg în moduri diferite. Au modele diferite de dezvoltare și sunt descrise prin ecuații matematice diferite. Studiul unor astfel de caracteristici face obiectul studiului transferului de căldură și masă [1] :6 .
Problemele transferului de căldură și masă sunt formulate în formă matematică folosind ecuațiile hidrodinamicii [3] . Apoi se rezolvă prin metode exacte și aproximative [4] .
Transferul de căldură și masă, spre deosebire de termodinamică , ia în considerare dezvoltarea proceselor în spațiu și timp. Calculul proceselor de transfer de căldură și masă face posibilă determinarea distribuțiilor temperaturilor, concentrațiilor componentelor amestecului, precum și fluxurilor de căldură și masă ale mediului în funcție de coordonate și timp.
O contribuție semnificativă la dezvoltarea teoriei transferului de căldură și masă în rândul oamenilor de știință domestici a fost adusă de: A. I. Veinik [5] , M. V. Kirpichev , S. S. Kutateladze , A. V. Lykov , B. S. Petukhov , V. I. Subbotin [6] :3 .