Перш за все, ми повинні знати, що перенесення тепла викликане різницею температур всередині або між об'єктами. Якщо немає зовнішнього джерела живлення, згідно з другим законом термодинаміки, тепло завжди автоматично переноситься з місця з високою температурою в місце з більш низькою температурою.
Існує три основні способи передачі тепла: теплопровід, теплова конвекція та теплове випромінювання. Три способи теплоно передачі вводяться нижче.
(1) Теплопровідна провідність
Коли немає відносного зміщення між різними частинами об'єкта, теплова передача енергії, що генерується тепловим рухом молекул, атомів і вільних електронів та інших мікроскопічних частинок, стає теплопровідністю.
Основною формулою розрахунку теплопровідної поведінки є закон Фур'є: тепло, що передається теплопровідним шляхом за одиницю часу, пропорційне перетину ділянки перпендикулярно тепловому потоку і пропорційне температурному градієнту. Негативна ознака вказує на те, що напрямок теплопровідості протилежний напрямку температурного градієнта.
Теплопровідність є невід'ємною фізичною властивістю матеріалу, що уособлює теплопровідність матеріалу. Чим більша теплопровідність, тим краща теплопровідність матеріалу.
(2) Теплова конвекція
Теплова конвекція відноситься до відносного зміщення між різними частинами рідини, викликаної макроскопічним рухом рідини, і процесом теплопереносу, викликаним змішуванням холодних і гарячих рідин. Теплова конвекція виникає тільки в рідині. Оскільки молекули в рідині також будуть виконувати нерегулярні теплові рухи одночасно, теплова конвекція завжди супроводжується теплопровідності.
У поширеній ситуації в машинобудування рідина протікає через об'єкт і генерує процес передачі тепла між його поверхнею. Це явище називається конвективним процесом теплоно передачі.
Конвекційна теплоношеність ділиться на два види: природна конвекція і примусова конвекція.
Природна конвекція обумовлена різною щільністю холодної і гарячої частин рідини. Наприклад, повітря біля радіатора нагрівається і тече вгору.
Вимушена конвекція обумовлена потоком рідини через різницю тиску. Наприклад, охолоджуючу воду приводить водяний насос до потоку замість того, щоб мати різницю щільності.
Основною формулою розрахунку теплової конвекції є ньютонівська формула охолодження.
Коефіцієнт конвективної теплоносивості пов'язаний з багатьма факторами в процесі теплоношування. Наприклад, фізичні властивості об'єкта, відносне положення форми і розміру поверхні теплообміну, а також витрата рідини. При конвективному аналізі зазвичай необхідно використовувати теоретичний аналіз або експериментальні методи розрахунку коефіцієнта конвективної теплоносивості на поверхні об'єкта.
(3) Теплове випромінювання
Те, як об'єкти переносяться енергією через електромагнітні хвилі, стає випромінюванням. Об'єкти виділяють випромінювання з різних причин, серед яких явище сяючої енергії, що випромінюється теплом, називається тепловим випромінюванням.
Різниця між випромінюванням і першими двома методами теплоно передачі полягає в тому, що перші два вимагають наявності матерії, а випромінювання може передавати енергію у вакуум, і навіть найбільш ефективну передачу у вакуумі.
Інженерія зазвичай розглядає випромінювання між двома і більше об'єктами, і кожен об'єкт в системі випромінює і поглинає тепло одночасно. Чиста теплоносій між ними розраховується за допомогою рівняння Стівена Болцмана.