В. П. Исаченко, В.А. Осипова, А. С. Сукомел - Теплопередача

ПРЕДИСЛОВИЕ Настоящая книга предназначена в качестве учебника для теплотехнических специальностей энергетических вузов и факультетов. Этим определились построение книги, подбор излагаемого материала и хаГрактер его изложения. Курс «Теплоперенача» является базовой дисциплиной для рада инженерных, прежде всего теплотехническвх специальностей. В связи с быстрым развитием теории теплообмева из года в год видоизменяется и совершенствуется учебный курс теплопередачи, читаемый студентам вышних учебных заведений. Объем и уровень курса должны быть достаточны для усвоения ряда специальных дисциплин, решения основных практических задач и осмысленного использования новой информации по теории теплообмена, появляющейся в иаучно-технической литературе.

В результате изучения теплопередзчи студенты должны овладеть ие только теорией, но и методами расчета основных процессов тепло- обмена. Ввиду этого изложение отдельных вопросов те~лопередачи, как правило, сопровождается рекомендацией расчетных формул, с помощью которых можно решить основные задачи теплообмена. Однако было бы весьма ошибочным сведение курса теплопередачи к роли сборника простейших расчетных формул. В назве время практика непрестанно выдвигает перед у ~ением о теплообмене новые и разнообразные задачи, требуя от инженера умения самостоятельно и творчески использовать основные законы и методы теплопередачи.

Значительно расширилась возможность прикладного использования теории теплаобмена в связи со все более широким внедрением в инженерную практику быстродействующих электронных вычислительных машин Многие задачи, еще недавно решавшиеся только узкими специалистами в области теории теплообменв, могут быть решены в условиях производства. При этом инженер должен достаточно глубоко понимать физические особенности рассматриваемых процессов и уметь математически описать исследуемое явление. Помимо лекций, изучение курса теплопередачи в вузе сопровождается проведением лабораторных занятий и решением задач.

Преподавателями кафедры теоретических основ теплотехники Московского энергетического института написаны специальные учебные пособия, необходимые для проведения двух последних видов занятий 1Л. 82, 139. 1431. Поэтому в данной книге опущены числовые примеры н подробное рассмотрение экспериментальных методик и установок.

По этой же причине в книге приведены лишь некоторые справочные таблицы и графики, необходимые для решения задач. Полные данные можно найти в задачнике 1Л. 821. 3 Исаченко В. П. н др. Теплопередаче. Учебник дпя вузов, Изд. З-е. перераб. и доп. М„ «Энеррня», 1975. 488 с. с ил Порок паул.

нвтл В. П. Исаченю, В, А. Осиповтк А. О. Сукомил, В аан е и лсиснм ниса умюя о свином не. С с натнеескп рассматр в мн *е с рсмм юм имев«тимма и сб э, *ев с. сбиск аэлучмпмм. теп ммв н пятром «н мескяв рес т т лтмбюнм,м ус мит в, а тен е тепле- и и ссссбмеи прн 4мааемк и акме е саик ар еращениик. К нн на эсв а вр и имев «лрлрюме вурю «Ы ас ен Лэ э», уюермке оса Ивн юер тюм вэюнм и сремю слепи лэйк порее амию СССР. м прелнненнчв в в ввчсэюс у облика юм стуленсв в ерсетв иски« сюаиалэисстеи «тмм.

ВВЕДЕНИЕ Теплопередача или тепло обмен — учение о самопроизвольных необратимых процессах распространения теплоты в пространстве. Под процессом распространения теплоты понимается обмен внутренней энергией между отдельными элементами, областямя рассматриваемой среды. Перенос теплоты осуществляется тремя основными способами: теплопроводностью, конвекцней и тепловым излучением. Тепло яр о в од ность представляет собой молекулярный перенос теплоты в телах (или между ними), обусловленный переменностью температуры в рассматриваемом пространстве.

Конвекция возможна только н текучей среде. Под конвенцией теплоты понимают процесс ее переноса при перемещении объемов ношкости илн газа (текучей среды) в пространстве из области с одной температурой в область с другой. Прн этом перенос теплоты нераарывно связав с переносом самой среды. Тепловое излучение — процесс распространения теплоты е помощью электромагнитных воли, обусловленный только температурой и оптическими свойствами излучающего тела; при этом внутренняя энергия тела (среды) переходит в энергию излучения. Процесс превращения внутренней энергии вещества в знергию излучения, переноса излучения и его поглощенна веществом называется теплообменом излучением.

В природе и технике эдемептарные процессы распространения теплоты — теплопроводность, конвенция и тепловое излучение †оче часто происходят совместно. Теплопров дность в чистом виде большеи частью имеет место лишь в твердых телах. Конвенция теплоты всегда сопровождается теплопроводностью Со. вместный процесс переноса теплоты конэекцней и теплопроводностью называется к о на ектн вны м те илоо6 мено и. В инженерных расчетах часто определшот коннектнвный теплооб мен между готокамн жидкости или газа и поверхностью твердого тела; этот процесс конвсктнвного теплообмена называют кон в ективной теплоо тд а чей или те ил о отдачей.

Процессы теплопронолности и конвективного теплообмена могут сопровождаться теплообменом излучением. Теплообмен, обуслоааенньп~ совместным переносом теплоты излучением и теплопроводностью, и зыввют радиационно-кондуктивным теплообменом. Если перенос тепл ты осуществляется дополнительно и конвенцией, то такой процесс г зывают радиационно-конвектнвным теплообменом. Иногда радкацио но-кондуктивный и радиационно-конвектнвный перенос теплоты назь вают сложным теплообменом.

В технике и з быту часто происходят процессы теплообмена межа~ раэличнымн жидкостямн, разделенными твердой стенкой. Процесс перс Теплопередача является сравнительно молодой наукой. Особенно бурно она развивается в последние десятилетия, большой вклад в развитие учения о теплаобмене сделан советскими учеными В.

М. Кирпичевым, М. А. Михеевым, А. А. Гухманом, Г. Н. Кружилиным, С. С. Кутателадзе, А. В. Лыковым, А. А. Жукаускасом, Д. А. Лабунцовым, А, И. Леонтьевым, Б. С. Петуховым, В. И. Субботнным, Ю. А. Суриновым и многими другими. В кинге используется Международная система единиц измерения, сокращенно обозначаемая в русском написании СИ. Система СИ введена в СССР с 1 января 1063 г. кзк предпочтнтельная.

В третьем издании в книгу внесен ряд изменений и дополнений, учитывающих как новые сведения, полученные за время, прошедшее после предьщупгих изпаний, так и опыт использования книги в качестве учебника. Использована терминология теории теплоабмена, рекомендованная Комитетом научно-технической терминологии АН СССР и Министерством высшего и среднего специального образования СССР к применению в учебном процессе. В связи с этим изменены некоторые термины, обозначения. В то же время для облегчения пользования книгой авторы стремились соблюсти преемственность между старыми и вновь введенаымн терминами. Название книги оставлеао прежним, поскольку оно не изменилось и в существующих учебных планах.

Главы 4 — 12, Гй и 15 написаны В. П. Исаченко, гл. 13, 16 — !8 и й 3-12 — В. А. Осиповой, гл. 1 — 3, 19, 20 — А, С. Сукомелом. При написании книги авторы использовали свой опыт преподавания курса тепло- передачи н опыт акад. М. А. Михеева и проф. Б. С. Петухова, которые многие годы работали на кафедре теоретических основ теплотехники МЭИ и внесли значительный внлад в постановку преподавания и развитие этого курса. Создание этой книги во многом явилось результатом того внимания, с которым относился лауреат Ленннской и Государственной премий, заслуженный дентель науки и техники РСФСР, доктор техн.

наук, проф. М. П. Вукалович к постановке преподавания теплопередачи в Московском энергетическом институте. Авторы весьма признательны доктору техн, наук, проф. Д. А. Лабунцову за ценные советы, способствовавшие улучшению книги, и большую редакторскую работу над первым изданием учебника. Авторы признательны такжедокторам техн. наук В. И. Крутову, А.И.Леонтьеву и С. А. Скворцову за ряд советов. Много деловых замечаний авторы получили ат преподавателей, аспирантов и июкенеров кафедры теа. ретических основ теплотехнини МЭИ, кафедры теплоэнергетики Саратовского политехнического института, кафедры инженерной теплофизики Ленинградского политехнического института и др., что пол|агло в рабате над книгой.