انتقال گرما یا ترانسفر گرما (به انگلیسی: Heat transfer) به تعویض (exchange) یا تبادل انرژی گرمایی بین چندین راژمان‌ (سیستم) فیزیکی گفته‌می‌شود. انتقال گرما بین ماده‌ها یا راژمان‌های گوناگون، به یکی از این سه شکل روی می‌دهد: رسانش، همرفت یا تابش گرمایی.

انتقال گرما با تغییر انرژی درونی ماده همراه است و بر پایه قانون دوم ترمودینامیک همیشه از جسم داغ‌تر به جسم سرد‌تر روی می دهد.

تعادل گرمایی زمانی روی می‌دهد که جسم‌های درگیر و پیرامونشان به دمایی یکسان برسند.

سازوکارهای انتقال گرما

شیوه‌های انتقال گرما عبارتند از:

• رسانش یا هازش: انتقال انرژی بین جسم‌هایی که در تماس فیزیکی هستند.
• همرفت: انتقال انرژی به دلیل حرکت شاره.
• تابش: انتقال انرژی با تابش پرتوهای الکترومغناطیسی.
• انتقال جرم: انتقال انرژی از یک مکان به مکان دیگر با جابه‌جایی فیزیکی جسم دارای انرژی.

رسانش گرمایی یا هازش گرمایی، انتقال انرژی از راه انتقال انرژی جنبشی مولکول‌ها و اتم‌ها به مولکول‌ها و اتم‌ها همسایه خود است. برای رسانش گرمایی دو جسم باید در تماس فیزیکی با یکدیگر باشند.

همرفت به انتقال انرژی به دلیل جابه‌جایی شاره (مایع یا گاز) گفته‌می‌شود. جریان شاره ممکن است با فرایندهای بیرونی به صورت اجباری ایجاد شود یا گاهی زمان‌ها (در میدان‌های گرانشی) توسط نیروهای رانشی هنگامی که انرژی گرمایی شاره را منبسط می‌کند (به عنوان مثال در یک ستون آتش) ایجاد شوند و در نتیجه باعث انتقال خودبخودی می‌شوند. فرایند دوم گاهی وقت‌ها همرفت طبیعی نامیده می‌شود. همه فرایندهای همرفتی گرما را تا حدودی به وسیله نفوذ منتقل می‌کنند. نوع دیگری از همرفت، همرفت اجباری است. در این مورد سیال با استفاده از پمپ، توربین یا وسایل مکانیکی دیگر برای جریان یافتن تحت اجبار قرار می‌گیرد. این روش انتقال گرما ویژه سیالات است و در جامدات کاربردی ندارد. و بر خلاف روش رسانش ماده برای انتقال گرما جا به جا می شود. همواره عامل اصلی انتقال گرما به روش همرفتی اختلاف چگالی بین دو نقطه از سیال است و آنچه که باعث اختلاف چگالی بین دو نقطه می‌شود اختلاف دما می باشد؛ در نتیجه جریانی از حرکت سیال بین دو نقطه ایجاد می‌شود که به آن جریان همرفتی می گویند.

تابش به انتقال انرژی بر اثر تابش پرتو‌های الکترومغناطیسی را می‌گویند. همه‌ی ماده‌ها که دمایی بالاتر از صفر مطلق دارند، پرتوهای الکترومغناطیسی پخش می‌کنند. مهمترین ویژگی این شیوه‌، آن است که نیازی به ماده ندارد برخلاف دیگر سازوکارهای انتقال که همه نیازمند ماده هستند. پرتوهای تابیده شده می‌تواند در یک نقطه کوچک با استفاده از آینه‌های بازتابنده متمرکز شود که درجمع آوری انرژی خورشیدی تولیدی مورد بهره‌برداری قرار گیرد. برای مثال، نور خورشید بازتابیده از آینه‌ها، برج انرژی خورشیدی PS10 را گرم می‌کند و در طول روز می‌تواند آب را تا ۲۸۵ درجه سانتی گراد (۵۴۵ فارنهایت) گرم کند.

انتقال جرم

در انتقال جرم، انرژی از جمله انرژی گرمایی با انتقال فیزیکی از جسم گرم به جسم سرد از یک مکان به مکان دیگر حرکت می‌کند. این می‌تواند به سادگی با قرار دادن آب گرم در بطری و گرم کردن بستر آن یا حرکت کوه یخ در تغییرات جریانهای اقیانوسی باشد؛ ویک مثال عملی هیدرولیک گرمایی است.

در ادامه می توانید حل مسائل کتاب انتقال حرارت هولمن را در 443 صفحه به صورت PDF و به زبان انگلیسی به صورت کامل دریافت کنید.

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه

فصل دوم: رسانش حالت پایدار-یک بعدی

فصل سوم: رسانش حالت پایدار-چند بعدی

فصل چهارم: رسانش غیر پایدار

فصل پنجم: اصول همرفت

فصل ششم: روابط تجربی و کاربردی برای انتقال حرارت همرفت اجباری

فصل هفتم: سیستم های همرفت طبیعی

فصل هشتم: انتقال حرارت به روش تابش

فصل نهم: انتقال حرارت جوش و متراکم

فصل دهم: معاوضه کننده های حرارت

فصل یازدهم: انتقال جرم

فصل دوازدهم: خلاصه و اطلاعات طراحی