Тема 2.2. Основы теории подобия процессов конвективного теплообмена

Роль эксперимента и значение теории подобии при изучении физических явлений. Общая схема расчетов процессов конвективного теплообмена с использованием теории подобия. Система дифференциальных уравнений конвективного теплообмена для конкретной краевой задачи. Приведение математического описания процесса к безразмерному виду. Числа подобия конвективного теплообмена, их классификация и физический смысл. Уравнения подобия. Методы получения уравнений подобия на основе экспериментальных данных. Условия подобия и моделирования процессов конвективного теплообмена. Константы подобия. Понятия автомодельности, методов размерностей и аналогии; локального моделирования.

Тема 2.3. Теплоотдача при свободном движении жидкости

Понятия о свободном движении жидкости. Теплоотдача при свободном движении в неограниченном пространстве. Расчетные формулы для теплоотдачи при свободной конвекции в неограниченном пространстве. Теплоотдача при свободном движении в ограниченном пространстве. Расчетные формулы. Практическое применение естественной конвекции.

Тема 2.4. Теплоотдача при вынужденном движении жидкости

Особенности движения жидкости и теплообмена в трубах и каналах. Гидродинамическая и тепловая стабилизация потока. Неизотермическое движение жидкости. Определение коэффициента теплоотдачи при ламинарном, турбулентном и переходном движении жидкости в трубах. Теплоотдача при внешнем продольном обтекании пучка труб. Теплоотдача при поперечном обтекании одиночной трубы и пучка труб. Особенности, теплоотдачи жидких металлов.

Тема 2.5. Расчет теплообменных аппаратов

Назначение и классификация теплообменных аппаратов. Принципиальное устройство рекуперативных, регенеративных и смесительных аппаратов. Основные уравнения теплового расчета теплообменного аппарата. Осреднение температуры жидкости по сечению канала. Определение среднего температурного напора. Особенности работы рекуперативных теплообменных аппаратов. Сравнение схем прямотока и противотока. Определение конечных температур теплоносителей. Основы гидромеханического расчета теплообменных аппаратов.

Глава 3. Теплообмен при фазовых превращениях

Тема 3.1. Теплоотдача при кипении жидкости

Фазовые переходы в элементах энергетических установок. Особенности теплоотдачи при фазовых переходах. Основные понятия о процессе кипении. Условия кипения. Механизм передачи теплоты при кипении. Физические особенности процесса кипения жидкости в большом объеме. Кризис теплоотдачи при кипении первого рода. Уравнения подобия для процесса теплоотдачи при кипении в большом объеме. Расчетные формулы. Особенности процесса теплоотдачи при пленочном кипении жидкости. Структура двухфазного потока и теплообмен при кипении жидкости внутри труб. Кризис теплоотдачи при кипении второго рода. Определение коэффициента теплоотдачи при вынужденном движении кипящей жидкости в трубах. Методы интенсификации процесса кипения.

Тема 3.2. Теплоотдача при конденсации пара

Основные понятия о процессе конденсации. Типы и схемы конденсаторов. Виды конденсации. Особенности теплоотдачи при капельной и пленочной конденсации. Теоретическое определение коэффициента теплоотдачи при конденсации на вертикальной поверхности (теория Нуссельта). Теплоотдача при пленочной конденсации на горизонтальных трубах. Влияние отдельных факторов на процесс теплоотдачи при конденсации. Схема получения экспериментальных уравнений подобия для теплоотдачи при конденсации пара. Связь чисел Нуссельта и Рейнольдса. Уравнения подобия для теплоотдачи при конденсации на вертикальной стенке и горизонтальных трубах, выраженные через определяемое число Рейнольдса. Теплоотдача при конденсации при вынужденном движении двухфазного потока в трубах.