ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
ВВЕДЕНИЕ
Предмет «Тепломассообмен» и предшествующий ему
предмет «Техническая термодинамика» составляют теоре-
тический фундамент теплотехники. На базе этих дисциплин
осуществляются расчеты и проектирование тепловых двига-
телей, компрессоров, сушильных и холодильных установок,
теплогенераторов, теплообменников и др. Знание материала
этих дисциплин позволяет технически грамотно эксплуати-
ровать указанное оборудование и осуществлять мероприя-
тия по повышению его экономических показателей.
При изучении указанных предметов рекомендуется
обратить внимание на основные направления развития теп-
лоэнергетики в нашей стране и за рубежом, на вклад отече-
ственных ученых и инженерно-технических работников в
формирование технической термодинамики и теории тепло -
и массообмена.
Раздел I. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТЕПЛООБМЕНА
Изучение раздела следует начать с рассмотрения видов
теплообмена: теплопроводности, конвекции и лучистого те-
плообмена. Необходимо уяснить физические основы пере-
носа тепла в каждом случае теплообмена, освоить понятия –
температурное поле, градиент температур и тепловой по-
ток, а также различать стационарный и нестационарный ре-
жимы теплообмена.
Основной закон распространения тепла теплопровод-
ностью установлен Фурье и носит его имя. Величину тепло-
вого потока в условиях передачи тепла теплопроводностью
можно определить с помощью уравнения Фурье, в состав
которого входит коэффициент теплопроводности (λ). Сле-
дует понять физический смысл λ и его зависимость от
структуры, плотности и влажности вещества, а также от
других факторов.
В курсе на основе закона Фурье выведены расчетные
формулы теплопроводности для разных тел при стационар-
ном режиме. Необходимо освоить методы определения теп-
лового потока, проходящего через плоскую и цилиндриче-
скую стенки (однослойные и многослойные).
Явление конвекции наблюдается в жидкостях и газах,
где перенос тепла происходит в результате перемещения
частиц вещества в пространстве. В технике очень часто
встречается случай теплообмена между поверхностью твер-
дого тела и средой, находящейся в жидком или газообраз-
ном состоянии. Этот случай называется конвективной теп-
лоотдачей. Интенсивность конвективного теплообмена ха-
рактеризуется коэффициентом теплоотдачи (α), а величина
теплового потока при этом определяется по формуле Нью-
тона. Следует понять физический смысл α и его зависи-
мость от условий, в которых протекает конвективный теп-
лообмен. Рассматривая отдельные случаи конвективного
теплообмена, необходимо познакомиться с эмпирическими
формулами, которые условия теплоотдачи связывают с кри-
териями подобия – числом Рейнольдса (Rе), числом Пран-
дтля (Pr), числом Грасгофа (Gr). Необходимо знать крите-
рий подобия, характеризующий интенсивность процесса
конвективного теплообмена – число Нуссельта (Nи). Внима-
тельному рассмотрению должны быть подвергнуты случаи
конвективного теплообмена (теплоотдачи) при свободном и
вынужденном движении жидкости или газа, в том числе
при свободном движении жидкости или газа в неограничен-
ном и ограниченном пространствах, при движении потока в
трубах, при поперечном омывании потоком жидкости или
газа одиночной трубы и пучка труб. При изучении конвек-
тивного теплообмена в
условиях фазовых превращений
следует обратить внимание на особенности теплоотдачи при
ВВЕДЕНИЕ структуры, плотности и влажности вещества, а также от
других факторов.
Предмет «Тепломассообмен» и предшествующий ему В курсе на основе закона Фурье выведены расчетные
предмет «Техническая термодинамика» составляют теоре- формулы теплопроводности для разных тел при стационар-
тический фундамент теплотехники. На базе этих дисциплин ном режиме. Необходимо освоить методы определения теп-
осуществляются расчеты и проектирование тепловых двига- лового потока, проходящего через плоскую и цилиндриче-
телей, компрессоров, сушильных и холодильных установок, скую стенки (однослойные и многослойные).
теплогенераторов, теплообменников и др. Знание материала Явление конвекции наблюдается в жидкостях и газах,
этих дисциплин позволяет технически грамотно эксплуати- где перенос тепла происходит в результате перемещения
ровать указанное оборудование и осуществлять мероприя- частиц вещества в пространстве. В технике очень часто
тия по повышению его экономических показателей. встречается случай теплообмена между поверхностью твер-
При изучении указанных предметов рекомендуется дого тела и средой, находящейся в жидком или газообраз-
обратить внимание на основные направления развития теп- ном состоянии. Этот случай называется конвективной теп-
лоэнергетики в нашей стране и за рубежом, на вклад отече- лоотдачей. Интенсивность конвективного теплообмена ха-
ственных ученых и инженерно-технических работников в рактеризуется коэффициентом теплоотдачи (α), а величина
формирование технической термодинамики и теории тепло - теплового потока при этом определяется по формуле Нью-
и массообмена. тона. Следует понять физический смысл α и его зависи-
мость от условий, в которых протекает конвективный теп-
Раздел I. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТЕПЛООБМЕНА лообмен. Рассматривая отдельные случаи конвективного
теплообмена, необходимо познакомиться с эмпирическими
Изучение раздела следует начать с рассмотрения видов формулами, которые условия теплоотдачи связывают с кри-
теплообмена: теплопроводности, конвекции и лучистого те- териями подобия – числом Рейнольдса (Rе), числом Пран-
плообмена. Необходимо уяснить физические основы пере- дтля (Pr), числом Грасгофа (Gr). Необходимо знать крите-
носа тепла в каждом случае теплообмена, освоить понятия – рий подобия, характеризующий интенсивность процесса
температурное поле, градиент температур и тепловой по- конвективного теплообмена – число Нуссельта (Nи). Внима-
ток, а также различать стационарный и нестационарный ре- тельному рассмотрению должны быть подвергнуты случаи
жимы теплообмена. конвективного теплообмена (теплоотдачи) при свободном и
Основной закон распространения тепла теплопровод- вынужденном движении жидкости или газа, в том числе
ностью установлен Фурье и носит его имя. Величину тепло- при свободном движении жидкости или газа в неограничен-
вого потока в условиях передачи тепла теплопроводностью ном и ограниченном пространствах, при движении потока в
можно определить с помощью уравнения Фурье, в состав трубах, при поперечном омывании потоком жидкости или
которого входит коэффициент теплопроводности (λ). Сле- газа одиночной трубы и пучка труб. При изучении конвек-
дует понять физический смысл λ и его зависимость от тивного теплообмена в условиях фазовых превращений
следует обратить внимание на особенности теплоотдачи при
