Двигатель тепловой (теплообменный)

Среди разнообразных явлений, встречающихся в природе, важное значение имеет процесс распространения тепла. Изучение этого процесса позволяет установить закономерности и математические зависимости, необходимые для расчета топок, котельных установок, тепловых двигателей, различных теплообменных аппаратов, жилых помещений и т. д. Правильное решение вопросов теплообмена способствует улучшению использования затраченного тепла, позволяет уменьшить вес тепловых установок, совершенствовать конструкции теплового оборудования. [c.20]

Газы, у которых нельзя пренебречь силами сцепления между молекулами и объемом самих молекул, называют реальными газами. Таким образом, водяной пар в тех состояниях, в которых он встречается как рабочее тело в тепловых двигателях и теплообменных аппаратах, будет рассматриваться нами как реальный газ. О расчетах, связанных с водяным паром в этих случаях, будет сказано в гл. 3. [c.15]

Газы, у которых нельзя пренебречь силами сцепления между молекулами и объемом самих молекул, называют реальными газами. Таким образом, водяной пар в том состоянии, в котором он встречается как рабочее тело в тепловых двигателях и теплообменных аппаратах, рассматривается как реальный газ. [c.29]

Химические двигатели относятся к более широкому классу тепловых (теплообменных) двигателей, в которых истечение рабочего тела осуществляется в результате его расширения посредством нагревания. Для таких двигателей скорость истечения 1Л) в основном зависит от температуры расширяющихся газов и от их среднего молекулярного веса чем больше температура и чем меньше молекулярный вес, тем больше скорость истечения. С точностью до 10% она пропорциональна УТ/М, где Т — абсолютная температура ). [c.34]

После создания тепловых двигателей теория теплоты стала развиваться вначале как наука о превращении теплоты в механическую энергию, т. е. в форме термодинамики. Но термодинамика выясняла только теоретические возможности рабочего процесса двигателя, тогда как совершенство реального двигателя зависит от ряда физико-химических процессов, среди которых одним из главных является теплообмен. Таким образом, теория теплообмена стала совершенно необходимой для правильного понимания и совершенствования рабочего процесса тепловых двигателей. Стремление к наиболее эффективному использованию теплоты и желание увеличить надежность работы двигателя привели к появлению в силовых установках ряда дополнительных теплообменных аппаратов (регенеративные подогреватели, экономайзеры, воздушные радиаторы и т. п.). [c.242]

Для теплотехнических расчетов вполне допустимо считать идеальными все газы, с которыми в теплотехнике приходится иметь дело. Из этого правила составляет исключение только водяной пар. Последний в теплотехнике встречается либо как составная часть газовых смесей, образующихся в результате сгорания топлива в топках паровых котлов или цилиндрах тепловых двигателей, либо как ])абочее тело в паровых двигателях и теплоноситель в теплообменных аппаратах. В первом случае водяной пар имеет большую температуру и очень малое давление, т. е. находится в таком состоянии, когда его можно считать идеальным газом. По тем же соображениям идеальным газом часто считают водяной пар, содержащийся в атмосферном воздухе. Во втором случае водяной пар находится в состояниях, достаточно близких к состоянию жидкости, и поэтому к нему нельзя применять те законы и зависимости, которые применимы к идеальным газам. Вот почему изучение водяного пара в состояниях, о которых только что шла речь, в термодинамике обычно ведется отдельно ог изучения идеальных газов. [c.18]

Изложены законы термодинамики и их приложение к анализу круговых процессов и циклов тепловых двигателей и холодильных установок. Рассмотрены задачи теплопроводности, конвективного теплообмена и теплового излучения, а также основы расчета теплообменных аппаратов. [c.2]

Применение регенерации тепла в реальных тепловых двигателях позволяет уменьшить необратимость цикла, связанную с конечной разностью температур теплоотдатчика и рабочего тела при передаче тепла от первого к последнему. Регенеративный подогрев рабочего тела устраняет (на одних участках цикла полностью, на других частично) необратимый теплообмен и снижает разность температур между теплоотдатчиком и рабочим телом. [c.352]

В нашей стране в самых различных областях техники получила весьма широкое распространение теория теплового моделирования. Она применяется не только в области теплообменных аппаратов, но и в теории реактивных двигателей, в теплотехнике, при изучении режима работы мартеновских печей и т. и. В расчетах подъемно-транспортных машин тепловое моделирование до сих пор не применялось. [c.611]

По расходу охладителя на единицу защищаемой поверхности пористое охлаждение более эффективно, чем рассмотренные ранее способы тепловой защиты. Но использование пористого охлаждения требует изготовления пористых стенок по довольно сложной технологии. Кроме того, при эксплуатации такой системы необходимо принимать меры для очистки охладителя, чтобы избежать засорения пор. В настоящее время пористое охлаждение применяется в ракетных двигателях на водородном топливе, авиационных двигателях, электродуговых подогревателях газа, МГД-установках, теплообменных аппаратах и т. д. [c.18]

Конакова формула 471 Конвективная теплоотдача 114 Конвективный теплообмен — см. Теплообмен конвективный Конвекция тепловая 114 Конденсаторные двигатели однофазные 404 [c.541]

Современные тепловые двигатели, использующие пар как рабочее тело (паровые турбины или паровые поршневые машины), работают главным образом на водяном паре. Исключение составляют машины, работающие по бинарным циклам, где наряду с водяным паром используются в турбине также пары ртути, дифенила и других тел. Такие установки, обладая термодинамическими преимуществами, широкого распространения пока не получили. Что касается различных нагревательных устройств или теплообменных аппаратов, то в них также исключительное распространение как теплоноситель имеет водяной пар. [c.121]

Вопросы теплопереноса возникают при проектировании, отработке и эксплуатации тепловых машин и различных теплообменных устройств. Теплообменные явления протекают не изолированно, а являются результатом функционирования тепловой машины. Поэтому тепловые процессы следует рассматривать в тесной взаимосвязи с работой тепловой машины. Так, при определении теплового режима конструкции теплового двигателя необходимо не только решить задачу теплопроводности, но прежде всего изучить характер протекания рабочего процесса, его особенности, изучить условия взаимодействия теплоотдающей и тепловоспринимающей среды с конструкцией, рассмотреть взаимное влияние элементов двигателя на процессы теплопереноса и рабочий процесс. [c.29]

Несколько слов о тепловом контакте. Контактный теплообмен рабочего тела с внешней средой в качестве источника работы может иметь место только в виде исключения. Этот способ не может иметь сколько-нибудь существенного значения хотя бы потому, что это очень медленный способ передачи тепла. Следует отметить, что контактная передача тепла от топочных газов к стенке котла является частью процесса внешней генерации рабочего вещества и не входит в процесс превращения тепла в работу. При определении граничного перепада температур в паровом двигателе верхней температурой считается температура пара, а ие температура топочных газов. [c.70]

Изучение тепловых режимов различных типов двигателей выдвинуло задачу разработки методов исследования температурных полей газовых потоков с переменными скоростями или плотностями. Применение для этой цели контактных методов измерения температур выдвинуло новую проблему учета влияния термической инерции термоприемников на результаты измерения нестационарных температур в условиях меняющегося теплообмена. Если в условиях постоянного теплообмена методы учета этого влияния можно считать разработанными, то при переменном теплообмене этот вопрос остается до сего времени совершенно неисследованным. [c.241]

В этой главе теплообмен в регенераторе рассматривался в какой-то степени изолированно от других факторов, связанных как с работой регенератора, так и с действием двигателя в целом. В частности, не рассматривалось сколько-нибудь подробно влияние газодинамического трения. Это объясняется в основном тем, что, хотя упомянутые факторы, как отмечалось в гл. 1, имеют очень важное значение, они не вносят существенного вклада в понимание тепловых характеристик работы регенератора. Они более важны при разработке конструкции, когда влияние трения нужно совместить с требованиями, необходимыми для достижения высоких степеней эффективности. Как будет показано в гл. 3, такой баланс не всегда легко достигается и, более того, ие все требования к теплообмену с точки зрения физической конструкции согласуются друг с другом. Выбор материала регенератора, как указано в гл. 4, также довольно сложен, особенно если дополнительно учесть такие факторы, как технологичность материала, его стоимость, срок службы и т. д. В общем ясно, что можно создать регенератор, обладающий высокой эффективностью, если имеются экспериментальные данные, но получить их — задача, требующая непропорционально больших затрат. [c.261]

Цилиндрическая стенка. Поверхности стенок тепловых машин и теплообменных аппаратов часто ограничены двумя концент-рично расположенными цилиндрическими поверхностями (трубы, корпуса аппаратов, цилиндры двигателей и т. п.). Передача тепла теплопроводностью в цилиндрической стенке происходит по тем же законам, что и в плоской. Различие заключается лишь в том, что у плоской стенки поверхности одинаковы, а у цилиндрической — внутренняя поверхность всегда меньше наружной. Чем толще стенка цилиндра, т. е. чем больше разность между внутренним и внешним диаметрами, тем больше разность площадей внешней и внутренней поверхности. [c.103]

Диаграммы рабочих процессов обратимых тепловых машин (тепловых двигателей и холодильных машин) совершенно тождественных, но противоположно направлены (рис. 17, ///) температуры внешних источников и рабочего тела обратимой тепловой машины совпадают, а внутренний теплообмен отсутствует t = t" 6Q = 0). Течение обратимого процесса тепловых машин, связанное с необходимостью передачи конечных количеств тепла при бесконечно малых [c.51]

С точки зрения удобства изучения циклов, совершаемых в двигателе, их разделяют по степени отклонения от действительных процессов. Многие различают при этом идеальные, теоретические и действительные циклы. Все циклы, не имеющие потерь, кроме неизбежной, на основании второго начала термодинамики, отдачи тепла холодильнику, обычно называют теоретическими. Идеальный цикл отличают от теоретического тем, что в первом принимаются постоянные, а во втором — переменные теплоемкости. Циклы, построенные на основании теплового расчета двигателя, рассматриваемые при переменном количестве рабочего тела, переменной теплоемкости, теплообмене с внешней средой и с учетом фактора сгорания топлива, обычно называют действительными циклами. [c.37]

В результате расширения тепловая энергия преобразуется в механическую работу. На индикаторной диаграмме процесс расширения изображается линией гЬ (рис. 3.7). В отличие от теоретического цикла, где процесс расширения протекает по адиабате, в реальном двигателе этот процесс сопровождается интенсивным теплообменом между газами, стенками цилиндра и окружающей средой, т. е. протекает по политропе с переменным показателем пз. [c.147]

Согласно второму закону термодинамики в тепловом двигателе невозможно превратить в работу все подводимое к нему тепло. Часть его обязательно должна быть отдана низшему источнику и, следовательно, безвозвратно теряется. Кроме этих принципиально неустранимых тепловых потерь, реально выполненным двигателям присущи дополнительные потери тепла, связанные с теплообменом и изменением теплоемкости газов и наличием механических и насосных потерь, которые при соблюдении ряда условий могут быть значительно сокращены. [c.255]

В этом параграфе водяной пар будет рассматриваться как реальный газ, т. е. в состояниях, сравнительно близких к жидкости. В таких состояниях водяной пар применяется как рабочее тело в тепловых двигателях и как теплоноситель в теплообменных аппаратах. [c.50]

При расчете тепловых двигателей, компрессоров, теплообмен-иых аппаратов и т. п, приходится определять количество теплоты qi.2, подведенное (отведенвое) к смесям газов. Для определения q . [c.35]

Постановка задачи. Многие элементы конструкции тепловых двигателей, машин, теплообменных устройств различного назначения выполняются в форме полого (тонкостенного) конуса. Это —конфузо-ры, диффузоры, переходники, раструбы. Тепловой режим таких устройств представляет интерес, так как даже при постоянном подводимом радиальном тепловом потоке вследствие особенностей конструкции всегда возникают и осевые градиенты температуры. Применение прямоугольных и полярных сеток к расчету температурного поля в полом конусе не дает желаемого ре- [c.66]

Совершенствование теории тепловых двигателей и теплообменных аппаратов связано с именами выдающихся отечественных теплотехников М. ф. Окатова, Л. К. Попова, И. А. Вышне- [c.3]

В первой части пособия излагаются основные понятия и законы термодинамики, термодинамические свойства рабочих тел, анализ термодинамических процессов и циклов. Рассматриваются циклы тепловых двигателей и холодильных машин, приводится эксерготический анализ эффективности тепломеханических систем. Во второй части описываются явления теплопроводности, конвективного теплообмена и теплового излучения, даются основы теплового расчета теплообменных аппаратов. Изложение математической теории теплообмена и теории подобия в начале второй части пособия позволило обеспечить единый подход к рассмотрению задач теплопроводности и конвективного теплообмена и избежать повторений. [c.6]

Адиабатным называется процесс, при котором между газом и внешней средой отсутствует теплообмен dq = 0). Такой процесс можно представить себе, если газ заключен в адиабатную оболочку — абсолютный изолятор. В технике такой изоляции нет, поэтому на практике адиабатный процесс можно осуш,ествить приближенно. К адиабатным процессам относятся, например, процессы истечения газа из сопла, процессы сжатия и расширения в двигателе внутреннего сгорания и др. Скорости движения газа при этом настолько велики, что обмен тепловой энергией между газом и средой практически не успевает произойти. [c.38]

Во многих теплообменных устройствах современной энергетики и ракетной техники поток теплоты, который должен отводиться от по- верхности нагрева, является фиксированным и часто практически не зависит от температурного режима теплоотдающей поверхности. Так, теплоподвод к внешней поверхности экранных труб, расположенных в топке котельного агрегата, определяется в основном за счет излучения из топочного пространства. Падающий лучистый поток практически не зависит от температуры поверхности труб, пока она существенно ниже температуры раскаленных продуктов сгорания в топке. Аналогичное положение имеет место в каналах ракетных двигателей, внутри тепловыделяющих элементов (твэлов) активной зоны атомного реактора, где происходит непрерывное выделение тепла вследствие ядерной реакции. Поэтому тепловой лоток на поверхнасти твэлов также является заданным. Он является заданным и в случае выделения теплоты при протекании через тело электрического тока. [c.322]

Экзотермические химические реакции как способ получения теплоты F 24 J 1/00-1/04 Экипажи, изготовление деталей В 21 D 53/88 Экономайзеры F 22 D 1/00 Экрапоплаиы В 64 С 39/00 Экраны [ водотрубных котлов F 22 В 21/38 защитные (для аппаратов и машин (общие вопросы) F 16 Р 1/02-1/04 в воздухозаборниках газотурбинных или реактивных двигательных установок F 02 С 7/055)) для камер сгорания F 23 М 5/08 в осветительных устройствах F 21 V <11/(00-18) крепление 17/(00-06)) отражающие в теплообменных аппаратах F 28 F 9/20 из пластических материалов В 29 L 31 14 в разбрызгивателях В 05 В 1/28 для сопел реактивных двигателей F 02 К 1/44 тепловые F 16 L 59/08 цветные для переносных осветительных устройств F 21 L 15/04] Эксгаустеры F 04 D Экструдеры В 29 С 47/00 Экструдинг-прессы В 30 В 11 /22 Экструдирование как способ изготовления изделий из глины, керамики и т. п. В 28 В 3/20-3/26, 21/52 [c.217]

Как отмечалось во введении, в частных теориях тепловых двигателей отсутствует понятие тепловой миграции и передача энергии миграцией теплоносителя негласно трактуется как обычиый (т. е. контактный) теплообмен. В соответствии с такой трактовкой передачи энергии вместо первого уравнения основного закона термодинамики тела переменной массы [c.65]

М. т. по сравнению с гомогенным течением существенно сложнее. Так, при взаимодействии твёрдых или жидких частиц с газом возможно их ускорение или замедление, нагрев или охлаждение, что приводит к аэроди-намич. дроблению, испарению, слиянию (коагуляции) жидких частиц, что в свою очередь оказывает воздействие на параметры газовой фазы. Эти же эффекты могут приводить к сепарации частиц разл. размеров, к повышенной концентрации их в разных областях течения и, наоборот, к полному отсутствию в других. Твёрдые частицы при взаимодействии могут упруго и неупруго сталкиваться, дробиться и т. д. В потоках газа с твёрдыми и жидкими частицами, а также в парожидкостных потоках, движущихся в каналах, трубах и соплах реактивных двигателей и аэродинамич. труб, при М. т. возможны образование плёнок на стенках, срыв и осаждение капель и частиц на них, теплообмен между паром, каплями и плёнкой. Твёрдые или жидкие частицы могут попадать на стенки, осаждаться на них либо отражаться и вновь попадать в поток. При взаимодействии частиц со стенками возможны динамич. и тепловые разрушения последних (эрозия). [c.164]

Теплообмен при кипении играет весьма важную роль в решении ряда проблем новой техники и имеет широкое распространение в промышленной энергетике. Однако уровни форсировки поверхностей теплообмена в этих случаях могут различаться на несколько порядков. Так, например, в холодильной технике при кипении фреонов имеют место плотности теплового потока порядка 10 ккал1м час в испарителях электростанций — порядка Ю в водоводяных реакторах ядерных станций—порядка 10 в элементах реактивных двигателей — порядка 10 ккал1мР- час. [c.44]

Следовательно, даже в сравнительно простом случае установившегося турбулентного течения нет возможности использовать аналитические методы. В таких условиях коэффициент теплоотдачи следует определять с помощью широко известной аналогии Рейнольдса [22] в ее оригинальной или модифицированной форме. Эта аналогия позволяет связать трение и тепловой поток, используя стандартные безразмерные критерии. Затем с помощью гидродинамических измерений определяют параметры и трения, и теплообмена. Следовательно, данные пО теплообмену нужно получить эмпирически и скоррелировать их при помощи аналитических методик. Подобные данные для установившихся течений достаточно полно изложены в работах, посвященных теплообмену, особенно в превосходных монографиях Кэнса и Лондона [23, 24]. Разумеется, вопрос о том, в какой степени эти результаты применимы к нагревателю двигателя Стирлинга, остается открытым из-за отсутствия экспериментальных данных для таких условий течения. [c.249]

Из сказанного станоиится ясным практическое значение регенерации тап ла. Применение регенерации тепла в реальных тепловых двигателях позво ляет уменьшить необратимость цикла связанную с разностью температур теплоотдатчика и рабочего тела при теплообмене. В результате регенерации исключается необратимый теплообмен на одних участках цикла путем замены его регенеративным подогревом рабо- чего тела и снижается разность темпе- ратур между теплоотдатчикам и рабо- [c.79]

Большое влияние на теплообмен оказывает количество поступившего в цилиндр заряда Сз. При большом отношении Сз/ пов относительные тепловые потери уменьшаются и показатель политропы уве.личивается. В двигателях с искровым за5киганием и количественным регулированием наименьшее отношение Сз/ пов наблюдается прп работе на холостом ходу. По мере возрастания нагрузки (большее открытие дроссельной заслонки) отношение Сз/ пов увеличивается, в результате относятелыч те тепловые потери снижаются и повышается. Этому способствует также рост температуры теплопередающих поверхностей. [c.97]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...