Přestup tepla
Přestup tepla je fyzikální jev, při kterém dochází na rozhraní dvou látek s různou teplotou k přenesení tepla z jedné látky do druhé. Jedná se o zvláštní případ vedení tepla.
Součinitel přestupu tepla
Za ustáleného stavu je možné pozorovat rozdělení teplot podobně jako na obrázku, kde je šířka stěny, je teplota látky před stěnou a je teplota látky za stěnou, přičemž . Na rozhraní kapaliny a pevné látky se vytváří tzv. mezní vrstva, ve které dochází k prudké změně teploty, tzv. tepelný skok.
Množství tepla, které přejde za čas plochou z látky o teplotě do stěny o teplotě je možné vyjádřit tzv. Newtonovým vztahem
- ,
kde konstanta úměrnosti se nazývá koeficient (součinitel) přestupu tepla, fyzikální rozměr [W·m−2.K−1].
Pro hustotu tepelného toku platí
Hustota tepelného toku [W·m−2] je tedy úměrná teplotnímu rozdílu, tak jako v případě vedení tepla.
Koeficient přestupu tepla má při posuzovaní přestupu tepla rozhraním velkou úlohu.
Tento koeficient je závislý na celé řadě veličin, které jsou charakteristické pro danou látku a daný stav proudění. Nejde tedy o materiálovou konstantu jako např.: tepelná vodivost
Např. se ukazuje, že na součinitel přestupu tepla má při ustáleném turbulentním proudění kapaliny dlouhou hladkou trubkou vliv průměr trubky , rychlost proudění kapaliny , tepelná vodivost kapaliny , měrná tepelná kapacita , viskozita a hustota kapaliny , tzn. .
Hodnota součinitele je obvykle určována experimentálně.
Prostup tepla
Pokud prochází tepelný tok určitou překážkou, hovoří se o prostupu tepla. Prostup tepla lze považovat za posloupnost přestupů. Při ustáleném proudění rovinnou stěnou platí
- ,
kde je tepelná vodivost.
Tyto rovnice je možné upravit do tvaru
Sčítáním rovnic dostaneme:
- ,
kde představuje koeficient (součinitel) prostupu tepla, pro nějž platí .