Расчет вакуумированного сосуда
Лекция № 9
Расчет вакуумированного сосуда
dG = - Vd
= 
- закон сохранения массы отсасываемого газа. Он записывается в дифференциальной форме, т.к. плотность газа ρ в сосуде при вакуумированнии меняется.
= 
– время вакуумирования сосуда, за которое с помощью вакуум – насоса производительностью
в сосуде объемом V давление понижается от начального 
до конечного 
. Последняя формула получена для идеального газа.
Перенос тепла
Законы переноса тепла.
1. Молекулярный перенос тепла
q = 
= - λgrad t - закон Фурье , кондуктивный перенос тепла, λ – коэффициент (пропорциональности) теплопроводности. Температурное поле – скалярное. Производная от температуры в направлении ее наиболее интенсивного изменения – grad t – векторная величина.
Рекомендуемые материалы
2. q= α
- конвективный перенос тепла. α – коэффициент теплоотдачи. Закон Ньютона – Рихмана.
3. Перенос лучистого потока тепла – закон Стефана – Больцмана.
q=C0T4 , Со- константа излучения абсолютно черного тела (коэффициент пропорциональности).
Тепловые балансы в теплообменной аппаратуре
h = ct – теплосодержание потока, не меняющего агрегатное состояние.
h = ct + r, теплосодержание потока, меняющего агрегатное состояние, где r – скрытая теплота превращения (испарения).
+ 
= 
+
· Оба потока не меняют агрегатного состояния
, разница температур (t2-t1)– локальная движущая сила движущая сила потока
· Один поток меняет, другой не меняет агрегатное состояние
· Оба потока меняют агрегатное состояние
Вывод основного уравнения переноса тепла
Выводится из закона сохранения тепловой энергии. Изменение количества тепла в подвижном объеме 
равно главному вектору теплового потока через поверхность, ограничивающую объем и результату действия объемных источников (стоков) тепла в объеме .
= 
= 
Среда изотропная - получаем уравнение Фурье – Кирхгофа:
c =const, 
; div ωn=0- уравнение неразрывности; qn=-λ grad t- кондуктивный перенос тепла.
; λ=const.
a = 
– коэффициент температуропроводности (коэффициент переноса теплоты), 
- удельный источник (сток) теплоты.
Граничные условия:
Условия сопряжения температурных полей и тепловых потоков на границе раздела сред.
t(o,
- I рода
q (o,
- II рода
λ
, 
= 1
λк
λж
– условие Стефана
Теория теплового подобия
= 
– безразмерная температура, 
= 
, 
= 
,
- характерные значения параметров
+
= -
Нормируем уравнение по комплексу множителей при члене уравнения, характеризующем кондуктивный перенос тепла:
+
= -
= 
; Pe = 
, где 
- критерий Прандтля (отношение коэффициента переноса механической и тепловой энергии)
= 
- физический смысл критериев теплового подобия – соотношение интенсивностей соответствующего механизма переноса тепла к кондуктивному теплопереносу.
Понятие о внутренней и внешней задаче
Обезразмеривая граничное условие III рода, получаем:
= 
Bi = 
- соотношение конвективного переноса тепла в окружающей среде к кондуктивному теплопереносу в рассматриваемой области.
Bi
- внутренняя задача переноса тепла;
Bi => 0
- внешняя задача переноса тепла.
Условие Стефана:
λ
=
Ki = 
– отношении скрытого тепла к аккумулированному – критерий Кирпичева
Pe 
= 
Pe => 0, Re=> 0, 
, 
– уравнения стационарного и нестационарного кондуктивного переноса тепла.
= 0 – уравнение стационарного кондуктивного переноса тепла с распределенными объемными источниками тепла.
Pe => 
; Re => 
, но 
т.е. имеем дело с так называемым тепловым парадоксом, который можно разрешить лишь в приближении пограничного слоя.
Стационарный перенос тепла в плоской стенке.
λ
- закон Фурье
= - 
t = 
- линейный профиль температур.
Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - Психолого-педагогические условия воспитания личности на разных этапах онтогенеза.
Для двухслойной плоской стенки имеем:
= 
, 
= 
Складываем полученные выражения:
q = 
= 
= 
предпоследнее и последнее выражения для многослойной и анизотропной в плоских стенках соответственно.
