Prestup tepla

Prestup tepla je prenos tepla rozhraním dvoch látok rôzneho skupenstva, presnejšie: prenos tepla medzi jadrom prúdiacej tekutiny a fázovým rozhraním (medzi touto tekutinou a buď tuhou látkou alebo tekutinou iného skupenstva). V užšom zmysle sa prestupom tepla myslí len prenos tepla rozhraním prúdiacej tekutiny a tuhej steny, t. j. presnejšie: prenos tepla medzi jadrom prúdiacej tekutiny a povrchom tuhej steny (inými slovami: prenos tepla cez tzv. medznú vrstvu).^[1][2][3]

O iných významoch výrazu Prestup tepla pozri Prestup tepla (rozlišovacia stránka).

Ak tekutina obteká tuhú stenu (napr. kanála, rúrky, nádoby), treba rozlíšiť tenkú časť tekutiny tečúcu v blízkosti steny (tzv. medzná vrstva) a ostatnú časť tečúcej tekutiny (tzv. jadro alebo hlavný prúd tekutiny). V medznej vrstve v dôsledku trenia platí, že rýchlosť tekutiny je nulová pri povrchu steny, potom spojito rastie až je nakoniec na hranici k jadru tekutiny rovnaká ako v jadre tekutiny. V časti medznej vrstvy tekutiny, ktorá je bezprostredne pri stene (tzv. laminárna podvrstva), všetka tekutina prúdi v smere paralelnom k stene (t.j. preč od sledovaného smeru, čiže od smeru kolmého na stenu) a prenos tepla (v sledovanom smere) sa teda realizuje nie prúdením, ale prakticky len slabším mechanizmom - vedením tepla. V laminárnej podvrstve je teda sústredená podstatná časť odporu proti prestupu tepla a nastáva tu hlavná časť „teplotného skoku“ medzi stenou a jadrom tekutiny; laminárna "pod"vrstva môže niekedy tvoriť celú medznú vrstvu. Vo zvyšku medznej vrstvy (ak nie je celá laminárna) a najmä v jadre tekutiny sa prenos tepla (v sledovanom smere) realizuje vedením aj prúdením tepla, vedenie tepla je však voči prúdeniu relatívne bezvýznamné. ^[4][5][6][7]

Množstvo tepla preneseného pri prestupe tepla udáva empirický tzv. Newtonov ochladzovací zákon. Nepracuje s teplotami vnútri medznej vrstvy, pracuje len s rozdielom teplôt medzi jadrom tekutiny a povrchom steny. Podrobnosti pozri v článku Newtonov ochladzovací zákon.

Prenos tepla cez stenu obklopenú z oboch strán tekutinami (t.j. postupnosť prestup tepla - vedenie tepla - prestup tepla) sa nazýva prechod tepla. Podrobnosti pozri v článku prechod tepla.

Pozri aj

• Newtonov ochladzovací zákon
• Prechod tepla
• Vedenie tepla
• Termika