🗊Презентация Техническая термодинамика и теплопередача

Теплотехника Техническая термодинамика и теплопередача Овсянников М.К. И.И., Орлова Е.Г., Костылев

Часть 2 ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

Оглавление ВВЕДЕНИЕ РАЗДЕЛ II. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА Глава 11.ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ Глава 12. КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН Глава 13. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА Глава 14. ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН Глава 15. ОСНОВЫ РАСЧЕТА ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ Приложения

Глава 11.ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ  11.1. Температурное поле и температурный градиент 11.2. Тепловой поток. Основной закон теплопроводности 11.3. Коэффициент теплопроводности 11.4. Дифференциальное уравнение теплопроводности 11.5. Условия однозначности (краевые условия) задач теплопроводности 11.6. Способы задания граничных условий теплообмена 11.7. Стационарная теплопроводность через однослойную плоскую стенку.

  11.8. Стационарная теплопроводность через многослойную плоскую стенку 11.9. Теплопроводность через цилиндрическую стенку 11.10. Сравнение теплопроводности цилиндрической и плоской стенок 11.13. Теплопроводность через многослойную цилиндрическую стенку 11.14. Теплопроводность в стержне постоянного поперечного сечения 11.15. Нестационарная теплопроводность. Понятие о регулярном режиме Контрольные вопросы и задания к главе 11

Глава 12. КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН  12.1. Понятия и определения 12.2 Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена 12.3. Основы теории подобия 12.4. Числа гидромеханического подобия 12.5. Числа теплового подобия 12.6. Критериальные уравнения конвективного теплообмена 12.7. Теплообмен в свободном потоке жидкости (естественная конвекция) 12.8. Теплообмен в вынужденном потоке жидкости (вынужденная конвекция) 12.8.1. Режимы движения вязкой жидкости 12.8.2. Понятие пограничного слоя

12.8.3. Осреднение параметров потока 12.8.4. Теплоотдача в каналах при ламинарном режиме движения жидкости 12.8.5. Теплоотдача в каналах при турбулентном режиме движения жидкости 12.8.6. Теплоотдача при поперечном омывании гладких труб 12.8.7. Теплоотдача при поперечном омывании пучков труб 12.8.8. Теплоотдача при движении жидкости вдоль плоской стенки 12.9. Конвективный теплообмен при изменении агрегатного состояния Контрольные вопросы и задания к главе 12

Глава 13. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА   13.1. Теплопередача от среды к среде через многослойную плоскую стенку 13.2. Эквивалентная стенка 13.3. Теплопередача через цилиндрическую стенку. Термическое сопротивление теплопередаче 13.4. Понятие о критической толщине изоляции Контрольные вопросы и задания к главе 13

Глава 14. ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН   14.1. Определения 14.2. Основные законы теплового излучения 14.3. Излучение газов 14.4. Излучение между твердыми телами. Контрольные вопросы и задания к главе 14

Глава 15. ОСНОВЫ РАСЧЕТА ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ 15.1. Определения 15.2. Основы расчета рекуперативного теплообменника 15.3. Теплообменники с органическим теплоносителем 15.4. Особенности расчета теплообмена в установках с термомаслом Контрольные вопросы и задания к главе 15

Приложения   1. Задачи. Решения 2. Таблицы теплофизических свойств жидкостей, газов и твердых тел

Условные обозначения  Раздел II. Теплопередача  α, Вт/м2·К — коэффициенты теплоотдачи; k, Вт/м2·К — коэффициент теплопередачи; kℓ, Вт/м·К — погонный коэффициент теплопередачи; G, кг/с — массовый расход; Gυ, м3/с — объемный расход; W, (м/с) — скорость; — число Рейнольдса; — число Нуссельта;

Условные обозначения Рr — число Прандтля при средней температуре потока; Рrw — число Прандтля при температуре стенки; — число Грасгофа; Fr — число Фруда; Eu — число Эйлера; Pe — число Пекле; Fo — число Фурье; ср, кДж/кг·К — удельная изобарная теплоемкость;

Условные обозначения ρ, кг/м3 — плотность теплоносителя при средней температуре; λ, Вт/м·К — коэффициент теплопроводности; λw, Вт/м·К — коэффициент теплопроводности материала стенки;  , м/с2 — кинематический коэффициент вязкости; ℓ, м — характерный размер; Q, кВт — тепловая мощность; Qo, Дж — абсолютное количество тепла; q, Вт/м2 — плотность теплового потока; Δtл, ˚С — среднелогарифмический перепад температур; , ˚С — температура горячей среды на входе в теплообменник; , ˚С — температура горячей среды на выходе из теплообменника;

Условные обозначения , ˚С — температура холодной среды на входе в теплообменник; , ˚С — температура холодной среды на выходе из теплообменника; F, м2 — площадь теплообменной поверхности; S, м2 — площадь поперечного сечения потока; dэкв, м — эквивалентный диаметр сечения; δ, м — толщина стенки; δп.с., м — толщина пограничного слоя; E, Вт/м2 — излучательная способность тела; Iλ, Вт/м3 — интенсивность излучения; Es, Вт/м2 — интегральная плотность излучения абсолютно черного тела в вакуум.

Первая часть курса «Техническая термодинамика» содержит общие сведения о параметрах, характеристиках и теплофизических свойствах рабочих сред судовых энергетических установок (в том числе газовых смесей и двухфазных смесей) и способах их определения; изложение основных законов технической термодинамики; сведения о термодинамических циклах тепловых двигателей и холодильных установок и оценке их эффективности: Первая часть курса «Техническая термодинамика» содержит общие сведения о параметрах, характеристиках и теплофизических свойствах рабочих сред судовых энергетических установок (в том числе газовых смесей и двухфазных смесей) и способах их определения; изложение основных законов технической термодинамики; сведения о термодинамических циклах тепловых двигателей и холодильных установок и оценке их эффективности:

Глава 1. ГАЗ КАК РАБОЧЕЕ ТЕЛО. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ. УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ

Теплообмен можно определить как энергетическое взаимодействие элементов вещества с различной температурой. Научная дисциплина, изучающая процессы теплообмена, называется теплопередачей. Теплообмен можно определить как энергетическое взаимодействие элементов вещества с различной температурой. Научная дисциплина, изучающая процессы теплообмена, называется теплопередачей. Есть три различающихся по физической природе вида теплообмена: теплопроводность, конвекция и излучение (радиация). Поэтому и курс теплопередачи разделен на три соответствующих раздела.

Глава 11. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

11.1. Температурное поле и температурный градиент Совокупность значений температуры во всех точках тела называется его температурным полем: t = t (x, y, z, τ). Температурные поля могут быть стационарными (не меняющимися во времени, при этом выполняется условие , и нестационарными (при разогреве или охлаждении тела).

Температурное поле и температурный градиент Точки тела с одинаковой температурой образуют изотермическую поверхность. При пересечении нескольких таких поверхностей плоскостью появляется семейство изотерм. Изотермы и изотермические поверхности различного уровня (с различными t) не пересекаются и внутри однородного тела непрерывны, не имеют разрывов.

Температурный градиент Интенсивность изменения температуры по нормали к изотермической поверхности называется градиентом температуры, К/м: Градиент температуры является вектором, всегда направлен в сторону возрастания температуры и может быть разложен по координатным осям: где — координатные орты.

11.2. Тепловой поток. Основной закон теплопроводности (закон Фурье) Количество теплоты, проходящее в единицу времени через единицу площади, называется плотностью теплового потока q, Дж/(с м2)=Вт/м2

Тепловой поток. Основной закон теплопроводности (закон Фурье) Величина вектора плотности теплового потока, перпендикулярного элементарной площадке dF , зависит только от физических свойств тела и температурного градиента.

Закон Фурье Закон Фурье: или в скалярном виде: Линии, в каждой точке которых вектор направлен по касательным к ним, называются линиями теплового тока.

11.3. Коэффициент теплопроводности Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м · К) характеризует способность вещества проводить теплоту и численно равен количеству тепла, проходящему в единицу времени через единицу изотермической поверхности при единичном температурном градиенте:

Коэффициенты теплопроводности при 20 оС

11.4. Дифференциальное уравнение теплопроводности

Коэффициент температуропроводности

11.5. Условия однозначности задач теплопроводности

11.6. Способы задания граничных условий теплообмена

11.7. Стационарная тепло-проводность через однослойную плоскую стенку

Стационарная теплопроводность через однослойную плоскую стенку

11.8. Стационарная теплопроводность через многослойную плоскую стенку

11.9. Теплопроводность через цилиндрическую стенку

Теплопроводность через цилиндрическую стенку

Решение уравнения теплопроводности

11.10. Теплопроводность через многослойную цилиндрическую стенку

11.11. Нестационарная теплопроводность

Нестационарная теплопроводность

Нестационарная теплопроводность

Контрольные вопросы и задания к главе 11

Контрольные вопросы и задания к главе 11

Глава 12. КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН

12.2 Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена

Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена

Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена:

Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена:

12.3. Основы теории подобия

Основы теории подобия

Основы теории подобия

Основы теории подобия

Основы теории подобия

12.4. Числа гидромеханического подобия

Числа гидромеханического подобия

12.5. Числа теплового подобия

Числа теплового подобия

12.5. Критериальные уравнения конвективного теплообмена

12.6. Теплообмен в свободном потоке (естественная конвекция)

12.7. Теплообмен в вынужденном потоке (вынужденная конвекция)

12.8. Конвективный теплообмен при изменении агрегатного состояния

Конвективный теплообмен при изменении агрегатного состояния

Конвективный теплообмен при изменении агрегатного состояния

Контрольные вопросы и задания к главе 12

Контрольные вопросы и задания к главе 12

Глава 13. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

Глава 14. ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН

Глава 15. ОСНОВЫ РАСЧЕТА ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

Овсянников Михаил Константинович Овсянников Михаил Константинович доктор технических наук, профессор; Орлова Елена Геннадьевна кандидат технических наук, доцент; Костылев Иван Иванович доктор технических наук, профессор кафедры «Теплотехника, судовые котлы и вспомогательные установки» «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»