Лекции по курсу:

«ТЕПЛОМАССООБМЕН»

Оглавление

Оглавление 3

Введение 6

1.ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ. 7

1.1ОСНОВНОЙ ЗАКОН ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ. 9

1.2 ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ И УСЛОВИЯ ОДНОЗНАЧНОСТИ. 10

1.2.1 Дифференциальное уравнение. 10

1.2.2 Условия однозначности. 11

1.3 ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПРИ СТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ. 13

1.3.1.Теплопроводность плоской однослойной стенки. 13

1.3.2. Теплопроводность многослойной стенки. 15

1.4 ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ СТЕНКИ. 17

1.4.1 Теплопроводность однослойной цилиндрической стенки. 17

1.4.2 Теплопроводность многослойной цилиндрической стенки. 18

1.5. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ТЕЛ НЕПРАВИЛЬНОЙ ФОРМЫ. 19

1.6. НЕСТАЦИОНАРНАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ. 20

1.6.1 Общие положения. Описание процесса. 20

1.6.2 Решение задач нестационарной теплопроводности. 22

1.6.3. Охлаждение тел конечных размеров. 26

1.6.4 Зависимость процесса охлаждения от формы и размеров тела. 27

2. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ПРИ СТАЦИОНАРНЫХ УСЛОВИЯХ И ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЯХ 3 РОДА. 27

2.1 ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ЧЕРЕЗ ПЛОСКУЮ СТЕНКУ. 28

2.1.1 Теплопередача через однослойную стенку. 28

2.1.2 Теплопередача через многослойную стенку. 29

2.2 ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ЧЕРЕЗ ЦИЛИНДРИЧЕСКУЮ СТЕНКУ ПРИ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЯХ 3-ГО РОДА. 30

2.2.1 Теплопередача через однослойную цилиндрическую стенку. 30

2.2.2 Теплопередача через многослойную цилиндрическую стенку. 32

2.2.3 Теплопередача через шаровую стенку. 33

2.3. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ. 33

2.4. КРИТИЧЕСКИЙ ДИАМЕТР ИЗОЛЯЦИИ. 37

3. КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН. 39

3.1Основные понятия и определения. 39

3.3.ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПОДОБИЯ. 45

3.4. ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ПРОДОЛЬНЫМ ОМЫВАНИИ ПЛОСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ 49

3.4.1. Расчет теплоотдачи при ламинарном гидродинамическом пограничном слое. 51

3.4.2. Зависимость теплоотдачи от изменения температуры по ее длине. 53

3.4.3. Влияние на теплоотдачу необогреваемого начального участка 54

3.4.4. Теплоотдача при турбулентном пограничном слое 55

3.5. ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ТЕЧЕНИИ ЖИДКОСТИ В ТРУБАХ 57

3.5.1. Теплоотдача при ламинарном режиме движения жидкости. 62

3.5.2. Теплоотдача при турбулентном режиме движения жидкости в трубах. 63

3.5.3. Теплоотдача при переходном режиме 64

3.5.4. Теплоотдача в трубах некруглого поперечного сечения. 64

3.5.5 Теплоотдача в изогнутых трубах 64

3.5.6. Теплоотдача в шероховатых трубах 66

3.6 ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ПОПЕРЕЧНОМ ОМЫВАНИИ ТРУБ И ПУЧКОВ ТРУБ. 66

3.61.Теплоотдача при поперечном омывании одиночной круглой трубы. 66

3.6.2 Теплоотдача при поперечном омывании пучков труб. 70

4. ТЕПЛООТДАЧА ПРИ СВОБОДНОМ ДВИЖЕНИИ ЖИДКОСТИ. 73

4.1 СВОБОДНЫЙ ТЕПЛООБМЕН В НЕОГРАНИЧЕННОМ ПРОСТРАНСТВЕ ОКОЛО ВЕРИКАЛЬНОЙ ПЛИТЫ ИЛИ ТРУБЫ. 73

4.2 ТЕПЛООТДАЧА ПРИ СВОБОДНОМ ДВИЖЕНИИ ОКОЛО ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ТРУБЫ. 75

4.3 ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ ОКОЛО НАГРЕТЫХ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ПЛОСКИХ СТЕНОК. 76

4.4 ТЕПЛООТДАЧА ПРИ СВОБОДНОМ ДВИЖЕНИИ ЖИДКОСТИ В ОГРАНИЧЕННОМ ПРОСТРАНСТВЕ. 76

5.ТЕПЛООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТИ 79

5.1.ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРОЦЕССЕ КИПЕНИЯ 79

5.2КРИЗИСЫ КИПЕНИЯ 84

5.3.ПУЗЫРЬКОВОЕ КИПЕНИЕ 86

5.3.1.Пузырьковое кипение жидкости в неограниченном объеме 86

5.3.2.Расчет теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкости в неограниченном объеме 87

5.3.3Пузырьковое кипение в условиях вынужденного движения в трубах. 88

5.3.4.Зависимость теплоотдачи от параметра Х. Кризис кипения второго рода 91

5.3.5.Расчет теплоотдачи при кипении в трубах 92

5.4. ПЛЕНОЧНОЕ КИПЕНИЕ ЖИДКОСТИ 94

5.4.1. Теплоотдача при ламинарном движении паровой пленки 94

5.4.2.Теплоотдача при турбулентном движении паровой пленки 96

6. ИЗЛУЧЕНИЕ. 96

6.1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 96

6.1.1. Виды лучистых потоков 97

6.1.2. Законы теплового излучения твердого тела. 99

6.2 ТЕПЛООБМЕН ИЗЛУЧЕНИЕМ В СИСТЕМЕ ПРОИЗВОЛЬНО РАСПОЛОЖЕННЫХ ТЕЛ 105

6.2.1.Теплообмен излучением при наличии экранов 110

6.3 ИЗЛУЧЕНИЕ ГАЗОВ 111

6.3.1 Теплообмен в поглощающих и излучающих средах 112

6.3.2 Излучение паров и газов 113

7. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ 116

7.1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И УРАВНЕНИЯ 116

ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА 116

7.2 ВЫЧИСЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ РАЗНОСТИ ТЕМПЕРАТУР 120