Процессы переноса


В технике, физике и химии изучение явлений переноса касается обмена массой, энергией, зарядом, импульсом и угловым моментом в исследуемых системах. Хотя явления переноса опираются на такие разные области, как механика сплошных сред и термодинамика, в них уделяют большое внимание общности между рассматриваемыми темами. Перенос массы, количества движения и тепла имеет очень схожую математическую основу, и параллели между ними используются при изучении явлений переноса для выявления глубоких математических связей, которые часто предоставляют очень полезные инструменты для анализа одной области, которые напрямую выводятся из других.

Фундаментальный анализ всех трёх подобластей передачи массы, тепла и импульса часто основан на простом принципе, согласно которому общая сумма изучаемых величин должна сохраняться системой и её окружением. Таким образом, каждое из различных явлений, приводящих к переносу, рассматривается индивидуально с учётом того, что сумма их вкладов должна равняться нулю. Этот принцип полезен для расчета многих важных величин. Например, в механике жидкости обычно используется анализ переноса для определения профиля скорости жидкости, протекающей через жёсткий объём.

Явления переноса широко распространены в инженерных дисциплинах. Некоторые из наиболее распространенных примеров в технике можно увидеть в областях производства, химии, биологии[1] и машиностроения, но этот предмет является фундаментальным компонентом учебной программы во всех дисциплинах, так или иначе связанных с механикой жидкости, теплопередачей и массообменом. Сейчас это считается частью инженерной науки, а также термодинамики, механики и электромагнетизма.

Явления переноса охватывают все агенты физических изменений во Вселенной. Более того, они считаются фундаментальными строительными блоками, которые развили Вселенную и которые ответственны за успех всей жизни на Земле. Однако объём здесь ограничен отношением явлений переноса к искусственно созданным системам[2].