Тепловой баланс (физич.)

Тепловой баланс (физич.)
Тепловой баланс, сопоставление прихода и расхода (полезно использованной и потерянной) теплоты в различных тепловых процессах. В технике Т. б. используется для анализа тепловых процессов, осуществляющихся в паровых котлах, печах, тепловых двигателях и т. д. Т. б. составляется в единицах энергии (джоулях, калориях) или в % общего количества теплоты, приходящихся на единицу выпускаемой продукции, на 1 ч работы, на период времени (цикл) или на 1 кг израсходованного вещества. В научных исследованиях Т. б. пользуются при решении многих астрофизических, геофизических, химических, биологических и других проблем (см. Тепловой баланс моря, Тепловой баланс Земли и т. д.).

Т. б. рассчитывается на основе физических теплот (энтальпий), участвующих в процессе веществ, и теплот соответствующих химических реакций. Для сложных процессов (особенно в металлургии, химической технологии и т. д.) Т. б. предшествует построение материального баланса, т. е. сопоставление прихода и расхода масс веществ в этом процессе; при этом Т. б. установки часто получается как сумма Т. б. аппаратов, составляющих эту установку. Различают Т. б. расчётные и экспериментальные, составленные по данным тепловых испытаний.

Т. б. выражается: в виде уравнения (в одной части которого суммируется приход теплоты, в другой - её расход или потери), таблицы или диаграммы (рис.). Например, Т. б. парового котла выражается след. уравнением:

,
где ?- теплота сгорания топлива; ?- физическая теплота топлива; ?- физическая теплота воздуха; ?- теплота, переданная рабочему телу; - потеря теплоты с уходящими газами; - потери теплоты из-за химического и механического недожога топлива; ?- потеря теплоты с излучением в окружающую среду.
По данным Т. б. определяют численное значение коэффициентов полезного действия как отдельных частей, так и всей установки в целом. Для оценки экономичности установок, вырабатывающих несколько видов энергии, может применяться эксергический баланс (см. Эксергия).
Лит. см. при статьях Теплотехника и Теплоэнергетика.
? И. Н. Розенгауз.