Rozróżniamy trzy charakterystyczne przypadki wymiany ciepła: ●wymiana ciepła w obszarze ciała jednorodnego (stałego, ciekłego lub gazowego) ●wymiana ciepła pomiędzy dwoma ciałami stykającymi się bezpośrednio ze sobą ●wymiana ciepła między dwoma ciałami oddalonymi od siebie, Mogą to być dwa ciała stałe między którymi znajduje się próżnia albo ciała mogą być płynami lub ciecz, gaz a między nimi znajduje się ściana z ciała stałego.
Wymiana ciepła w obszarze ciała jednorodnego stałego odbywa się na zasadzie przewodzenia.
Wymiana ciepła między płynem a ciałem stałym lub odwrotnie nosi nazwę przejmowania ciepła.
Wymiana ciepła między dwoma płynami przegrodzonymi ciałem stałym ma charakter złożony i nosi nazwę przenikania ciepła.
Wymiana ciepła między dwoma ciałami oddalonymi od siebie a czynnik rozdzielający jest rozrzedzony powietrze lub próżnia, nazywamy promieniowaniem.
Unoszenie ciepła. Zjawisko unoszenia ciepła występuje tylko w ciałach płynnych lub gazowych. Jest ono związane ściśle z charakterem ruchu cząsteczek tych ciał. Cząsteczki ciał płynnych mają większą lub mniejszą swobodę ruchu, mogą więc tykać się z coraz to innymi cząsteczkami lub je opływać i w ten sposób wymaniać z nimi ciepło. Wymiana ciepła przez unoszenie może występować w przestrzenie nieograniczonej (przy opływaniu zewnętrznej powierzchni ciała stałego) lub ograniczonej (np. w przewodzie rurowym lub zbiorniku).
Promieniowanie cieplne (zwane tez temperaturowym) jest to zjawisko polegające na wymianie energii cieplnej za pośrednictwem fal elektromagnetycznych . Fale te charakteryzują się takimi parametrami: ●długość fali λ ●prędkość rozchodzenia się fali.
Wyemitowana przez dowolne ciało energia cieplna przyjmuje postać fal elektromagnetycznych które padając na inne ciało mogą zostać przez nie pochłonięte, przepuszczone lub odbite. Wyrażamy to wzorem: a+r+p=1 w którym a-absorbcyjność, część całkowitej energii promieniowania cieplnego pochłonięta przez ciało i zamieniona na ciepło, r-refleksyjność, część energii całkowitej odbita od powierzchni ciała, p-przepuszczalność, część energii całkowicie przepuszczona przez ciało.
Zależnie od wartości a,r,p wyróżnia się: ●ciało doskonale białe r=1 ●ciało doskonale czarne a+1 ●ciało doskonale przepuszczalne p=1.
Wymienniki ciepła są to urządzenia techniczne w których zachodzi wymiana ciepła między dwoma czynnikami ciekłymi lub gazowymi. Czynniki te odgrodzone są metalową ścianką wymiennika.
Rodzaje wymienników ciepła: ●bezpośrednie- czynnik o temperaturze wyższej mesza się z czynnikiem o temperaturze niższej ●pośrednie-ciepło wymienia się niestykając się ze sobą.
Regenerator-jest to komora wypełniona cegłami lub kształtkami ogniotrwałymi w sposób umożliwiający przepływ gazów gorących i zimnych. Czynnik cieplejszy przepływający przez regenerator oddaje swoje ciepło elementom wypełniającym komorę a przepływający następnie czynnik chłodniejszy przejmuje je od niej.