Основы теплопередачи Теплопроводность

ОСНОВЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ 3-1. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ [c.86]

В главе первой Законы теплопередачи приводятся краткие сведения о физических основах процессов передачи тепла и методах расчета трех видов теплопередачи— теплопроводности, конвекции и излучения. Эти сведения базируются на известных признанных работах отечественных и зарубежных ученых в области теплопередачи. [c.3]

Учитывая, что читатель, на которого рассчитана книга, не является специалистом в области теплопередачи, авторы сочли целесообразным включить в книгу материал, кратко излагающий основы теплопередачи и математические методы решения задач теплопроводности, использованные авторами при выводе расчетных формул, а также сведения из теории автоматического регулирования, необходимые для понимания соответствующих параграфов. [c.4]

Данная книга ни в коей мере не заменяет и не дублирует существующий справочник по теплотехнике и теплопередаче, так как, во-первых, методически она построена по иному принципу и, во-вторых, в основном рассматривает взаимосвязанные процессы тепломассопереноса и математическую теорию переноса, которая в одинаковой мере применима к переносу как тепла, так и массы вещества. Вследствие этого вопросы передачи тепла излучением, задачи чистого теплообмена и ряд других разделов теплопередачи в книге не рассматриваются. Большое внимание уделяется аналитической теории переноса тепла и массы, в частности нестационарным задачам теплопроводности (разд. 2), где путем введения обобщенных функций удалось одновременно описать одномерные температурные поля в телах классической формы, по-новому, в более простом виде, описать распространение температурных волн, дать обобщение регулярным режимам теплового нагрева тел и ряд других обобщений. На основе дальнейшего развития аналитической теории теплопроводности приведены последние работы по решениям системы дифференциальных урав- [c.4]

Выяснению всех перечисленных вопросов и посвящена настоящая работа, которая представляет собой обобщение проведенных ранее исследований на тот случай, когда между телом и газом, движущимся с большими скоростями, существует теплообмен. В работе исследовано влияние поперечной кривизны поверхности на величину коэффициенгов сопротивления и теплопередачи продольно обтекаемого цилиндра (выпуклая поверхность) и начального участка слабо расширяющегося канала с нулевым градиентом давления (вогнутая поверхность). На основе проведенных расчетов построены графики, иллюстрирующие влияние поперечной кривизны выпуклой и вогнутой поверхностей на характеристики осесимметричного турбулентного пограничного слоя при различных значениях чисел Рейнольдса, Маха и температурного фактора. При этом принимается, что молекулярное число Прандтля, равно как и число Прандтля для турбулентного перемешивания, отличны от единицы и, кроме того, в рассматриваемом диапазоне изменений температуры коэффициенты вязкости и теплопроводности не зависят от давления, а теплоемкость газа при постоянном давлении есть величина постоянная. [c.206]

Сводка термических сопротивлений теплопроводности R) K полных термических сопротивлений теплопередачи R для тел различной формы представлена в табл. 3.10. В отличие от (3.32) приведенные здесь значения отнесены ко всей площади F, через которую передается тепловой поток Q. На основе данных табл. 3.10 тепловой поток [c.185]

Выражение для температуры жидкости на границе реакции может быть получено на основе равенства удельного теплового потока, выделяющегося в приграничном слое жидкости, и удельного теплового потока, отводимого из приграничного слоя с помощью механизмов теплопроводности и конвективной теплопередачи [c.326]

Напоминаю, что до 20-х годов теплотехнические исследования ограничивались испытаниями агрегатов с целью определения их эксплуатационных характеристик и сдачи агрегатов заказчику. Моп ности агрегатов были малыми, а экономичность низкой. Новые агрегаты строились мало отличными от находившихся в эксплуатации, вследствие чего проблемы теплотехники резко не выступали, так сказать, вуалировались. Представления о физике явлений в тепловых агрегатах были узкими и по существу охватывались только рамками термодинамики в узком смысле и балансными соотношениями горения. Начав изучение тепловых процессов в деталях, Михаил Викторович показал, что в работе тепловых агрегатов весьма большую роль играют характер движения газов и жидкостей, компоновка отдельных узлов, условия теплопередачи конвекцией, излучением и теплопроводностью. Полученные Михаилом Викторовичем и его учениками количественные закономерности были положены затем в основу тепловых и гидравлических расчетов тепловых аппаратов. Тем самым, было обеспечено научно-обоснованное проектирование и сравнительно легкое освоение в эксплуатации современных мощных паровых котлов и других тепловых аппаратов в начальный период грандиозного по масштабам развития теплоэнергетики в конце 20-х и начале 30-х годов. [c.250]

В основе явлений вязкости и теплопроводности лежит один и тот же механизм молекулярного переноса в первом случае — количества движения, во втором — кинетической энергии хаотического движения молекул. Естественно поэтому, приняв модель идеальной жидкости, как жидкости без трения, отказаться одновременно и от теплопроводности, сохраняя возможность наличия других видов теплопередачи (например, лучеиспускания). [c.131]

В последнее время всесторонним теоретическим исследованием проблемы теплопередачи при движении жидкости в трубе занимался Рейхардт . В основу исследования он положил универсальный профиль скоростей при турбулентном движении, измеренный им самим в непосредственной близости от стенок. Всю область течения он разделил не на две, а на три зоны на зону чисто ламинарного течения на промежуточную зону, в которой действие молекулярной вязкости и теплопроводности сравнимо с действием турбулентного перемешивания, и на зону чисто турбулентного течения (ядро потока), в которой действие молекулярной вязкости и теплопроводности ничтожно мало по сравнению с действием турбулентного перемешивания. Для материальных характеристик, кроме коэффициентов вязкости и теплопроводности, а также удельной теплоемкости в каждой зоне берутся свои средние значения. Теория Рейхардта очень сложна, но зато она позволяет с единой точки зрения подойти к оценке всех до сих пор известных опытов, произведенных как при самых малых, так и при самых больших коэффициентах вязкости. Одним из важных результатов этой теории является опреде- [c.538]

При выводе дифференциального уравнения теплопроводности Фурье были приняты за основу самые общие законы физики сохранения энергии и теплопроводности Фурье. Поэтому оно не связано никакими ограничивающими конкретными условиями теплообмена и является основным уравнением математической физики для расчетов различных условий теплопередачи в телах. Так, если внутри нагреваемого (охлаждаемого) тела имеется дополнительный самостоятельный источник теплоты с удельной мощностью со, ккал/(м -ч), то для описания процесса теплопередачи к дифференциальному уравнению прибавляется дополнительный член [c.24]

Во втором разделе рассмотрены основы газовой динамики. Изложены законы движения газов с дозвуковой и сверхзвуковой скоростями. Дан вывод уравнений расхода и энергии потока газа. Показано применение уравнений энергии для расчета элементов турбореактивного двигателя и силы тяги воздушно-реактивного двигателя. В третьем разделе рассмотрены вопросы теплопередачи. Приведены сведения по теплообмену различными способами теплопроводностью, конвекцией и излучением. [c.2]

В книге изложены основные положения технической термодинамики и теплопередачи, знание которых необходимо для понимания принципов работы теплотехнического оборудования. Рассмотрены первый и второй законы термодинамики, термодинамические процессы, циклы двигателей внутреннего сгорания и паротурбинных установок, истечение и дросселирование газов и паров. Изложены основы переноса теплоты теплопроводностью, конвекцией и излучением. Книга снабжена справочными таблицами и расчетными примерами. [c.2]

Книга состоит из двух частей первая посвящена технической термодинамике, вторая—теплопередаче. В первой части рассматриваются основные понятия, первое и второе начала термодинамики, термодинамические процессы идеальных и реальных газов, циклы двигателей внутреннего сгорания, паротурбинных установок и компрессоров, процессы истечения газов. Во второй части освещены вопросы переноса теплоты теплопроводностью, конвекцией и излучением, метод подобия и основы теплового расчета теплообменников. При изложении материала авторы старались обращать особое внимание на физическую сущность изучаемых явлений, формировать у учащихся научное понимание основ теплотехники и прививать им практические навыки в решении задач прикладного характера. При этом авторы исходили из того, что изучение теоретических основ теплотехники должно предшествовать изучению специальных курсов, посвященных парогенераторам, паротурбинным установкам, автоматизации тепловых процессов, эксплуатации теплоэнергетических установок. [c.3]

Поэтому данная книга ни в коей мере не заменяет и не дублирует существующий справочник по теплотехнике и теплопередаче, так как, во-первых, методически она построена по иному принципу и, во-вторых, в основном рассматривает взаимосвязанные процессы тепломассопереноса и математическую теорию переноса, которая в одинаковой мере применима к переносу как тепла, так и массы вещества. Вследствие этого вопросы передачи тепла излучением, задачи чистого теплообмена и ряд других разделов теплопередачи в книге не рассматриваются. Большое внимание уделяется аналитической теории переноса тепла и массы, в частности нестационарным задачам теплопроводности (разд. 2), где путем введения обобщенных функций удалось одновременно описать одномерные температурные поля в телах классической формы, по-новому, в более простом виде, описать распространение температурных волн, дать обобщение регулярным режимам теплового нагрева тел и ряд других обобщений. На основе дальнейшего развития аналитической теории теплопроводности приведены последние работы по решениям системы дифференциальных уравнений тепломассопереноса (разд. 6), подробно рассмотрены гиперболические уравнения диффузии тепла и массы с учетом конечной скорости распространения. Установлена связь этого нового направления в описании явлений тепломассопереноса с работами американской школы по диффузии массы в пористых средах. [c.4]

На основе законов теплопередачи тепло, передаваемое благодаря теплопроводности обоим стержням со стороны оплавляемых торцов, определяется равенством [c.122]

В связи с тем что теплоотдача при капельной конденсации существенно выше, чем при пленочной, целесообразно применять гидрофобные покрытия для труб, обеспечивающие переход пленочного процесса конденсации в капельный. Основной недостаток таких покрытий заключается в низкой их стойкости — относительно тонкие покрытия разрушаются в процессе эксплуатации. Изготовление же толстых покрытий нерационально, в связи с их невысокой теплопроводностью. В последнее время в ЦКТИ разработано покрытие иа кремнеорганической основе, толщиной 3+7 мкм, обеспечившее повышение коэффициента теплопередачи опытного конденсатора на 10 % в течение 1000 ч эксплуатации. [c.86]

Свойства покрытий. Готовые покрытия представляют собой достаточно теплоизолирующие материалы. Теплопроводность большинства покрытий в 100—400 раз меньше теплопроводности стали и почти в 1000 раз меньше теплопроводности меди. Это обусловливает плохую теплопередачу от окрашенных нагретых изделий и затрудняет их быстрый нагрев. Характерно, что тепло-н температуропроводность покрытий на основе кристаллических полимеров выше, чем покрытий, изготовленных из аморфных полимеров. [c.139]

В 20-е годы развитие учения о теплообмене в СССР возглавил академик М. В. Кирпичев, школа которого заложила основы теории подобия и ее приложения к вопросам теплопередачи. Советскими учеными были разработаны оригинальные и эффективные способы расчета процесса теплопроводности с помощью теории регулярного режима и метода элементарных балансов были предложены расчет конвективного теплообмена по методу теплового пограничного слоя, расчеты теплопередачи при кипении жидкостей и конденсации паров, расчеты различных случаев теплопередачи и, в частности, теплоотдачи перегретого пара при высоких давлениях, расчеты взаимной облученности тел в задачах радиационного теплообмена. Были разработаны также оригинальные методы экспериментального изучения процессов теплоотдачи и теплопроводности различных жидкостей, газов и водяного пара, определены их коэффициенты теплопроводности при высоких давлениях и температурах, составлены таблицы водяного пара и других рабочих веществ и разработаны нормы теплового расчета паровых котлов. Были разработаны также вопросы нестационарной теплопроводности, исследованы явления теплопередачи в двигателях внутреннего сгорания и теплообмена при изменении агрегатного состояния теплоносителя. [c.8]

Вик, Эзшник. Рост и затухание теплового импульса, определяемые на основе уравнения теплопроводности гиперболического типа// Теплопередача.— 1983.— [c.253]

Первое исследование коэффициента теплопроводности вольфрама, тантала и графита при температурах 1800—2200° С было проведено Уортингом [2]. Позднее Осборн [3], усовершенствовав метод Уортинга, произвел измерения на вольфраме и молибдене в интервале температур 1000—1700°. Коэффициент теплопроводности материала по методу Уортинга подсчитывается на основе предположения о том, что теплопередача вдоль проволоки, нагреваемой электрическим током, в любой точке равна разности между энергией, которая потребляется проволокой, и энергией, которую она теряет за счет излучения, Кришнан и Джайн, изучая распределение температуры вдоль короткой и длинной проволочной нити, провели исследования на платине. Рассмотренные методы требуют очень точного измерения температуры, так как при расчетах используется разность температур в четвертой степени. Кроме того, необходимо знать температурную зависимость величины полной излуча-тельной способности исследуемого материала. [c.94]

Отдельные процессы цикла осуществляются в соответствующих агрегатах тепловой электростанции в парогенераторах происходит получение и перегрев пара, в турбине — расширение пара с получением механической работы, в конденсаторе —конденсация пара, после чего цикл повторяется. Расчет и проектирование указанных агрегатов производится с учетом параметров цикла, определяемых на основе термодипамического анализа, а также с учетом интенсивности теплопередачи. Так, например, определение температуры и давления перегретого пара производится на основе термодинамического анализа, а расчет и проектирование пароперегревателя осуществляется методами теплопередачи. Предметом теплопередачи является изучение различных способов переноса теплоты — теплопроводности, конвекции и теплового излучения. Знание интенсивности переноса теплоты позволяет определять площадь поверхности теплообмена и тем самым размеры теплообменных аппаратов. [c.6]

Измерение коэффициента теплопроводности прозрачных и диатермических сред (т. е. веществ, имеющих заметное пропускание в видимой или инфракрасной области спектра) при высоких температурах представляет значительные трудности, так как с повыще-нием температуры все более заметную роль в процессе теплопередачи начинает играть радиационная составляющая, которая столь сильно влияет на температурное поле образца, что простая интерпретация результатов измерений на основе закона Фурье становится невозможной. [c.303]

Общие вопросы теплопередачи, постановка и решение задач теплопроводности для тел и систем тел, которые составляют теплофизическую основу для анализа конкретной калориметрической аппаратуры, изложены в трудах А. В. Лыкова [45], Г. М. Кондратьева [39], Г. Н. Дульнева [22, 25], С. Н. Шори-на [75], Н. А. Ярышева [79] и других [18, 19, 29. 32, 42, 49, 73]. [c.16]

Результаты эксперимента. На рис. 10.5 приведены результаты измерения тепловых потоков, возникающих при разложении образцов твердого БАДЕ при различных скоростях нагревания (масса образца m яв 0,5 мг). На каждой кривой наблюдаются четыре пика. Два из них отражают эндотермический тепловой эффект и не меняют своего температурного положения (111 и 120 °С) с изменением скорости нагревания образца, т.е. обусловлены фазовыми переходами. Два других гораздо больших пика соответствуют экзотермическому тепловому эффекту. Площадь под пиками (теплота) и температура максимума существенно зависят от скорости нагревания. Это свидетельствует о том, что происхождение наблюдаемых пиков связано с процессом термоактивированного разложения. На первый взгляд может показаться, что разложение исследуемого вещества протекает в две стадии, различающиеся кинетическими параметрами (энергией активации и частотным фактором). Но в этом случае невозможно интерпретировать площади двух пиков (т.е. теплоту), высота которых меняется при изменении скорости нагревания. Следует также учесть тот факт, что оптические методы исследования дают только один пик излучения света. Удовлетворительное объяснение наблюдаемого эффекта бьшо дано на основе определения температуры плавления вещества (164°С). Двойной пик возникает в результате изменения теплопроводности и коэффициента теплопередачи между образцом и чашкой для образца в результате образования расплава исследуемого вещества. Улучшение теплового контакта исследуемого вещества с калориметром уменьшает возможность перегревания образца. В результате снижается скорость реакции и, соответственно, тепловой поток. Из рис. [c.160]

В этом томе я попытался описать недостатки старой теории теплопередачи, а затем последовательно и ясно изложить основы и пред мет новой теории течения тепла. Лишь первая глава отклоняется от этого замысла. В ней указывается, что концепции сте ого метода, относящиеся к теплопроводности и теплообмену излучением, найдут свое место в новой теории течёния тепла, тогда как на самом деле старый подход отвергается новым. В качестве объяснения замечу, что в первых трех главах я старался даже в ущерб строгости изложения в первой главе сконцентрировать внимание читателей на коэффициенте теплоотдачи и его недостатках. [c.227]

Конкретные расчеты эквивалентной теплопроводности для вертикальных и горизонтальных воздушных прослоек в зависимости от их толщины и температурных перепадов были выполнены К- Ф. Фокиным [45]. Эти результаты до сих пор находят широкое применение в теплотехнических расчетах окон и других ограждений с воздушными полостями и отражены в различных руководствах, в частности в СНиП П-А. 17-71 [35]. Отечественными исследователями в области строительной теплофизики накоплен весьма обширный материал по теплотехническим характеристикам ограждений и светопрозрачных конструкций, теплопередача в которых в значительной мере определяется конвективным теплообменом. В работах К- П. Копылова, Г. К- Авдеева, Э. М. Литинского и других представлены результаты систематических исследований конкретных типов окон, балконных дверей и других крупноразмерных светопрозрачных конструкций, полученные на основе теплотехнических испытаний в климатических камерах или из на- [c.98]

Становление теплопередачи как самостоятельного научного направлерия произошло только в XIX в когда французские исследователи Ж.Б. Фурье (в 1828 г.) и С. Д. Пуассон (в 1835 г.) создали основы математической теории теплопроводности, И. Стефан (в 1872 г.) открыл экспериментально а Л. Больцман вывел теоретически, исходя из второго закона термодинамики, закон теплового излучения [ 1, с. 5]. [c.7]

Теплопередача, а точнее теория тепло- и массообмена - это наука, которая изучает процессы распространения тепла (или массы, поскольку выявлена явная аналогия таких процессов) в пространстве. Процессы распространения тепла в пространстве, при всем их многообразии, и являются предметом изучения этой науки. Основные понятия и законы теории теплопереноса также бьши сформулированы в рамках общефизической теории на заре ее бурного развития. Папример, основы аналитической теории теплопроводности бьши заложены Ж. Фурье еще в 1822 году. В середине XIX века были сформулированы основы теории подобия, а в 1915 году она впервые была применена В. Пуссельтом для исследования процессов теплообмена. Несколько раньше О. Рейнольдс применил ее при изучении гидродинамических процессов, высказав идею об аналогии между отдельными тепловыми и гидродинамическими явлениями. [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...