- •Термодинаміка, теплопередача і теплосилові установки.
- •1. Основні вихідні поняття та визначення термодинаміки.
- •2.2 Робоче тіло і термодинамічна система.
- •Основні положення розрахунків суміші ідеальних газів.
- •2. Перший закон термодинаміки.
- •2.1. Внутрішня енергія робочого тіла.
- •2.3. Робота зміни об’єму.
- •2.4. Перший закон термодинаміки.
- •2.6. Ентропія.
- •3. Термодинамічні процеси ідеальних газів
- •3.1. Аналіз рівноважного ізохорного термодинамічного процесу.
- •3.2. Аналіз ізобарного термодинамічного процесу.
- •3.3. Аналіз ізотермічного термодинамічного процесу.
- •3.4. Аналіз адіабатного процесу.
- •3.5. Аналіз політропного процесу.
- •4.1. Оборотні і необоротні термодинамічні процеси.
- •4.2 Прямі і обернені термодинамічні цикли.
- •4.3 Цикл Карно. Теорема Карно.
- •4.4. Другий закон термодинаміки.
- •4.5. Ентропія як теплова характеристика циклу.
- •4.6. Зміна ентропії ізольованої термодинамічної системи.
- •5.1 Поняття стаціонарної і одновимірної течії
- •5.2 Основні рівняння течії газу.
- •1. Рівняння суцільності руху
- •2. Рівняння першого закону термодинаміки для течії або рівняння енергії.
- •5.3. Наявна та технічна роботи течії
- •5.4. Ізоентропійна течія газу
- •5.5. Витікання газу із резервуару необмеженого об’єму
- •5.6.Витікання газу через комбіновані сопла.
- •5.7. Дроселювання
- •6. Стискування газу в компресорі
- •6.1 Призначення, класифікація і сфера застосування компресорів
- •6.2 Термодинамічний аналіз роботи одноступеневого компресора.
- •6.3 Багатоступінчасте стикування газу в компресорі.
- •6.4 Потужність та ккд компресора.
- •7. Цикли двигунів внутрішнього згорання.
- •7.1 Призначення, класифікація і сфера застосування циклів двз.
- •7.2 Аналіз циклу двз із змішаним підведенням теплоти.
- •7.3 Аналіз циклу двз з підведенням теплоти по ізобарі.
- •7.4 Аналіз циклу двз з підведенням теплоти по ізохорі
- •7.5 Порівняння циклів двз
- •8. Цикли газотурбінних двигунів (гтд)
- •8.1 Призначення, класифікація і сфера застосування циклів гтд
- •8.2. Аналіз циклу гтд з підведенням теплоти по ізобарі.
- •8.3 Аналіз циклу гтд з підведенням теплоти по ізохорі (цикл Хемфрі)
- •8.4. Регенерація теплоти як метод підвищення термічного ккд циклів гтд
- •1. Теплопровідність.
- •1.1 Температурне поле, градієнт температури, тепловий потік.
- •1.2 Закон Фур’є
- •1.3 Теплопровідність плоскої стінки
- •1.4. Теплопровідність циліндричної стінки.
- •1.4. Теплопровідність циліндричної стінки.
- •2.1 Природна і вимушена конвекція
- •2.2 Рівняння тепловіддачі Ньютона-Ріхмана.
- •2.3 Диференціальні рівняння теплообміну.
- •2.4 Основи теорії подібності
- •2.5 Критерії подібності конвективного теплообміну
- •2.6 Умови подібності процесів конвективного теплообміну
- •2.7 Тепловіддача (конвекція) при природному русі теплоносія в необмеженому об’ємі.
- •2.8 Тепловіддача при турбулентному русі теплоносія в трубі
- •2.9 Тепловіддача при поперечному обтіканні труби та жмутків труб
- •2.10 Інтенсифікація процесів конвективного теплообміну
- •3. Теплообмін випромінюванням.
- •3.1. Основні визначення променистого теплообміну.
- •3.2 Основні закони випромінювання чорних і сірих тіл
- •3.3 Променистий теплообмін між сірими тілами.
- •4 Теплопередача
- •4.1 Основне рівняння теплопередачі. Коефіцієнт теплопередачі
- •4.2 Теплопередача через плоску одношарову і багатошарову стінки.
- •4.3 Передача теплоти через циліндричну одношарову і багатошарову стінки
- •4.4 Інтенсифікація процесів теплопередачі
- •4.5 Теплова ізоляція
- •5 Теплообмінні апарати.
- •5.1 Призначення класифікація і область використання теплообмінних апаратів
- •5.2 Основи теплового розрахунку теплообмінників
2.1 Природна і вимушена конвекція
Ще інакше називається тепловіддача.
Теплообмін між твердою поверхнею та теплоносієм який здатен текти, що здійснюється одночасно шляхом переміщення теплоносія в просторі та за рахунок теплопровідності називається конвективним теплообміном або тепловіддачею. Отже для конвективного теплообміну треба мати тверду поверхню і теплоносія який може текти (газ або рідна або суміші газів або рідин). Чому називається теплоносій, тому що десь далеко воду наприклад нагріли, перекачали по трубах в наш корпусі тут вона нагріває повітря. Отже вода переносить тепло – теплоносій. Механізм конвективного теплообміну – повітря нагрівається від батареї наприклад і завдяки цьому його густина зменшується, воно піднімається, на його місце надходить більш холодне повітря – виникає природна конвекція. Біля вікон все навпаки – повітря охолоджується, густина збільшується і тд. Фактично рушійною силою природної конвекції є сили тяжіння. На зорі космонавтики люди які попали в космос жалілися що в кораблі дуже жарко хоча насправді температура повітря становила 22 оС. В чім справа. Виявилося що тонкий шар повітря наприклад біля рук швидко прогрівався а дальше завдяки тому що повітря прекрасний ізолятор (має найменший коефіцієнт теплопровідності) тепло не передавалося. Створювалася так звана теплова подушка. Природна конвекція не виникала. Що ж робити? А треба перейти від природної конвекції до вимушеної тобто створити рух теплоносія (повітря) (поставити вентилятор). У випадку конвекції питомий тепловий потік буде . Існують так звані макро і мікро методи передачі теплоти. Коли потік набігає на плоску пластину то відбувається стискання теплоносія, зміна напрямку його руху, утворюються завихрення, виникає турбулентність. Але на певній малій відстані від пластини утворюється підшар в якому рух теплоносій сповільнюється і стає ламінарним. Міняються режими руху теплоносія що виявив в 1873 році французький вчений Осборн Рейнольдс. І виявляється що в межах збуреного теплоносія що рухається турбулентно відбувається макропередача теплоти за рахунок руху теплоносія, а в межах ламінарного тоненького підшару теплопередача відбувається за рахунок мікрометода – теплопровідності. Співвідношення цих методів 98 до 2 %. Чим більша швидкість руху теплоносія тим товщина цього ламінарного підшару менша і відповідно частка теплопровідності менша. Вимушена конвекція є процесом більш інтенсивним.
Від чого залежить інтенсивність конвективного теплообміну? На нього впливають швидкість руху теплоносія, його теплофізичні властивості – теплоємність (частіше ізобарна), коефіцієнт теплопровідності, в’язкість (динамічна чи кінематична ) чим більш в’язка речовина тим гірший конвективний теплообмін, коефіцієнт температуропровідності який характеризує швидкість зміни температури в тілі м2/с; коефіцієнт об’ємного розширення (для ідеальних газів).
Отже конвекція буває природна і вимушена (на неї впливає швидкість руху теплоносія, його фізичні властивості, форма поверхні).