rpd000012746 (160700 (24.05.02).С4 Проектирование энергетических установок наземного применения на базе авиационных двигателей), страница 2

1. Основные понятия и определения

- 1.1. Предмет, цели и задачи курса. Основные этапы развития теории теплообмена. Значение теории теплообмена в авиационной, ракетной и космической технике.

- 1.2. Основные понятия и определения: тепловой поток, удельный тепловой поток, температурное поле, изотермическая поверхность, температурный градиент.

- 1.3. Основные виды теплообмена (теплопроводность, конвекция, излучение).

2. Теплопроводность при стационарном режиме

- 2.1. Коэффициент теплопроводности. Теплопроводность твердых, жидких и газообразных тел. Факторы, влияющие на теплопроводность (температура, давление и др.)

- 2.2. Закон Фурье. Дифф. уравнение теплопроводности. Уравнение энергии для движущейся среды. Условия однозначности.

- 2.3. Теплопроводность плоской, цилиндрической и сферической стенок с граничными условиями I-го рода.

- 2.4. Процесс теплоотдачи. Закон Ньютона. Коэффициент теплоотдачи, его зависимость от различных факторов.

- 2.5. Теплопроводность при граничных условиях третьего рода. Процесс теплопередачи. Коэффициент теплопередачи. Критический радиус тепловой изоляции.

- 2.6. Стержень бесконечной длины,

- 2.7. Объемное тепловыделение. Стационарная теплопроводность в телах с распределенными источниками тепла.

3. Подобие процессов теплообмена

- 3.1. Математическая постановка задачи теплообмена в движущейся среде.

- 3.2. Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена.

- 3.3. Получение критериев теплового подобия.

- 3.4. Определяющие и определяемые критерии теплового подобия.

- 3.5. Общий вид критериального уравнения.

- 3.6. Теоремы подобия.

- 3.7. Определяющие размер, температура, скорость. Температурный фактор.

- 3.8. Физический смысл критериев подобия.

4. Теплопроводность при нестационарном режиме

- 4.1. Примеры нестационарных процессов теплопроводности (головные части ракет, стартовые устройства, реактивные двигатели кратковременного и импульсного дей

- 4.2. Методы решения задач нестационарной теплопроводности. Безразмерная форма этих решений.

- 4.3. Критерии подобия процессов нестационарной теплопроводности.

- 4.4. Регулярный режимы I-го рода физическая интерпретация и аналитическое представление.

- 4.5. Применение методов регулярного режима для определения коэффициента теплоотдачи и теплофизических констант вещества.

- 4.6. Регулярные режимы 2-го , 3-го рода их физическая интерпретация и аналитическое представление.

5. Понятия о теплообмене при гравитационной конвекции в полях массовых сил, вынужденном движении среды в каналах и внешнем обтекании тел

- 5.1. Теплоотдача при гравитационной конвекции в неограниченном и ограниченном пространстве.

- 5.2. Теплоотдача при вертикальном расположении пластины.

- 5.3. Теплообмен в щелях различной формы.

- 5.4. Критериальные уравнения.

- 5.5. Конвективный теплообмен при вынужденном движении среды в каналах.

- 5.6. Критериальные уравнения для расчета теплоотдачи в каналах на основном участке.

- 5.7. Влияние начального участка на значение коэффициента теплоотдачи.

- 5.8. Поперечное обтекание цилиндра и сферы.

- 5.9. Теплообмен на плоской пластине и в области критической точки.

6. Основные понятия теории и расчета теплообменных аппаратов

- 6.1. Назначение и классификация теплообменных аппаратов.

- 6.2. Задачи и основы теплового и гидравлического расчета теплообменных аппаратов.

- 6.3. Коэффициент теплопередачи. Средний температурный напор.

- 6.4. Расчет поверхности теплообмена и конечных температур теплоносителей.

- 6.5. Учет тепловых потерь. К.п.д. теплообменника. Сравнительная эффективность некоторых типов теплообменных аппаратов.

- 6.6. Методы интенсификации теплообмена.

- 6.7. Расчет подогрева воздуха в лопатках газовой турбины

7. Теплообмен при изменении агрегатного состояния.

- 7.1. Особенности процессов теплообмена при изменении агрегатного состояния. Механизм теплообмена при кипении в большом объеме и в каналах.

- 7.2. Два режима кипения, кризис кипения. Факторы, влияющие на теплоотдачу при кипении.

- 7.3. Теплообмен при захолаживании магистралей криогенными средами. Методы интенсификации процесса захолаживания.

- 7.4. Теплообмен при конденсации. Капельная и пленочная конденсация.

8. Лучистый теплообмен

- 8.1. Основные понятия и определения.

- 8.2. Основные законы теплового излучения черного тела. Серое тело. Излучение и поглощение реальных тел.

- 8.3. Зависимость степени черноты от температуры. Характеристики излучения реальных тел.

- 8.4. Теплообмен излучением между двумя плоскими параллельными поверхностями. Эффективное излучение тела. Приведенная степень черноты.

- 8.5. Лучистый теплообмен в замкнутом пространстве. Коэффициент облученности.

- 8.6. Лучистый теплообмен между телами, произвольно расположенными в пространстве.

- 8.7. Защита от излучения с помощью экранов.

- 8.8. Лучистый теплообмен в прозрачных средах. Излучение и поглощение газов.

- 8.9. Спектральные характеристики излучения. Массовый и объемный коэффициенты излучения и поглощения.

- 8.10. Уравнение переноса лучистой энергии в среде.

- 8.11. Распространение лучистой энергии через плоский слой газа. Поглощательная способность и степень черноты газового объема.

9. Теплообмен при больших скоростях и температурах газового потока

- 9.1. Система дифференциальных уравнений для жидкости.

- 9.2. Уравнение энергии.

- 9.3. Интегральные характеристики пограничного слоя.

- 9.4. Теплообмен при ламинарном режиме течения в пограничном слое.

- 9.5. Двумерный ламинарный пограничный слой при наличии теплообмена.

- 9.6. Динамический, тепловой и диффузионный пограничный слои.

- 9.7. Связь теплообмена, трения и диффузии.

- 9.8. Различные формы уравнения энергии.

- 9.9. Профили скорости и температуры в пограничном слое при больших скоростях потока.

- 9.10. Влияние критерия Прандтля.

- 9.11. Коэффициент восстановления температуры.

- 9.12. Закон Ньютона для малой и большой скоростей потока.

- 9.13. Критериальные уравнения для расчета теплообмена на поверхности тел простейшей формы при большой скорости потока (пластина, конус, окрестность критичес

- 9.14. Теплообмен при турбулентном режиме течения в пограничном слое. Методы расчета теплового потока.

- 9.15. Критериальные уравнения для расчета теплообмена на поверхности простейших тел при малой и большой скорости потока.

- 9.16. Коэффициент восстановления температуры в турбулентном потоке.

- 9.17. Метод эффективной длины.

- 9.18. Расчёт теплообмена при произвольном распределении давления.

10. Теплообмен при наличии химических реакций в пограничном слое

- 10.1. Физико-химические явления в пограничном слое при больших температурах торможения. Диссоциация газа.

- 10.2. Полная энтальпия газа.

- 10.3. Выражение для потока энергии при наличии химических реакций.

- 10.4. Уравнения пограничного слоя при наличии химических реакций.

- 10.5. Формула Ньютона при малой и большой скорости потока.

11. Методы тепловой защиты поверхности

11.1. Конвективное, пленочное, заградительное и комбинированное охлаждение.

- 11.1.1. Примеры применения пленочного, конвективного, заградительного и комбинированного охлаждения, преимущества и недостатки.

- 11.1.2. Схема течения, применение теории турбулентных струй в спутном потоке. Методика расчета температуры стенки при заградительном и комбинированном охлажд

11.2. Струйные системы охлаждения.

- 11.2.1. Примеры применения струйных систем охлаждения. Гидродинамика и теплообмен струи натекающей на поверхность перпендикулярно и под углом.

- 11.2.2. Гидродинамика и теплообмен струи натекающей на вогнутую поверхность.

- 11.2.3. Определяющие критерии подобия. Выбор условий однозначности. Температура теплоизолированной поверхности.

11.3. Пористое охлаждение.

- 11.3.1. Уравнение пограничного слоя на пористой поверхности при тождественности свойств основного и вдуваемого газов. Граничные условия.

- 11.3.2. Деформация профилей скорости и температуры. Формпараметр.

- 11.3.3. Различные законы подачи охладителя. Определение расхода охладителя при заданной температуре поверхности.

- 11.3.4. Экспериментальные исследования турбулентного пограничного слоя на пористой поверхности. Преимущества и недостатки пористого охлаждения.

11.4. Уносимые теплозащитные покрытия.

- 11.4.1. Типы покрытий и применение их для защиты элементов конструкции летательных аппаратов.

- 11.4.2. Эффективная энтальпия уносимых покрытий, факторы, влияющие на ее значение.

- 11.4.3. Квазистационарный режим уноса. Суммарный вес покрытия.

11.5. Особенности тепловой защиты лопаток газовой турбины.

- 11.5.1. Способы охлаждения лопаток,

- 11.5.2. Лопатки с внутренним конвективным охлаждением. Определение расхода охлаждающего воздуха на примере лопатки с поперечным течением охладителя

- 11.5.3. Теплоотдача от газа к лопатке. Равновесная температура лопаток при обтекании их потоком газа.. Теплоотдача от лопатки к охлаждающему воздуху.

- 11.5.4. Теплообмен в лопатках с конвективно-заградительным (пленочным) охлаждением.

11.6. Особенности тепловой защиты основной и форсажной камер сгорания и реактивного сопла.

- 11.6.1. Теплоотдача от газа в стенки форсажной камеры. Лучистый теплообмен газа со стенкой.

- 11.6.2. Конвективный тепловой поток от газа.

- 11.6.3. Конструктивные схемы форсажных камер.

- 11.7. Тепловая защита методом собственной теплоёмкости.

1. Лекции

1. Практические занятия

1. Лабораторные работы

1. Типовые задания

1. Курсовые работы и проекты по дисциплине

1.1. 1. Расчет нагрева сопла.