Лекция по теплопередаче №1 (1014342)
Текст из файла
ТЕПЛОПЕРЕДАЧАСписок литературы1. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике. Под общ. ред.академика В.С.Авдуевского и проф. В.К.Кошкина. Москва, Машиностроение, 1992.2. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. Изд. второе, Москва, Энергия,1977.3. Болгарский А.В., Мухачев Г.А., Щукин В.К. Термодинамика и теплопередача.Учебн.для вузов. М. Высшая школа, 1975.4.
Михайлова М.М. Сборник задач и примеров расчета по теплопередаче. Москва, 1963.5. Саркисов Г.И. Справочник к курсовым и расчетно-графическим работам по курсу"Теплопередача". Учебное пособие. Москва, 1981. Скачать: в djvu-формате (853 КБ) - вpdf-формате (8.58 МБ)6. Варгафтик Н.Б.
Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей.Москва, Наука, 1972.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ1. Основы теории теплопередачиТеорией теплопередачи или теплообмена называется наука, изучающая процессыпереноса тепла в пространстве с неоднородным температурным полем.Известны два пути построения физических знаний: феноменологический и молекулярнокинетический (статистический). Мы будем придерживаться первого подхода,2.
Виды теплообмена1. Теплопроводность.2. Конвективный теплообмен.3. Лучистый теплообмен.Теплопроводность осуществляется путем передачи энергии от одних элементарныхчастиц тела к другим вследствие микродвижений этих элементарных частиц. Для газовтакими частицами являются молекулы. Молекулы газа в той его части, которая имеетболее высокую температуру, обладают большей средней кинетической энергией. Пристолкновении молекул газа происходит обмен кинетической энергией, в результате чеготепло передается от более прогретых частей газа к более холодным. В твердых телахобмен энергией происходит между свободными электронами, а также между узламикристаллической решетки в процессе ее колебания.В чистом виде явления теплопроводности наблюдаются в твердых телах, в абсолютнонеподвижных газах и жидкостях.Конвективным теплообменом называется процесс переноса тепла в жидкости илигазообразной среде с неоднородным распределением температуры и скорости,осуществляемый макроскопическими частями среды при их перемешивании.Конвективный теплообмен всегда сопровождается теплопроводностью.В зависимости от причины, вызывающей движение жидкости или газа, различают:1) конвективный теплообмен при свободном движении среды (свободная илигравитационная конвекция);2) конвективный теплообмен при вынужденном движении среды (вынужденнаяконвекция).Рис.
1. Свободная конвекцияПриведем пример свободной конвекции.Если нагреть сосуд с жидкостью (рис. 1), то частицы жидкости, имеющие более высокуютемпературу ( T2 > T1 ), вследствие уменьшения их плотности ( ρ 2 < ρ1 ), будут всплывать,т.е. вытесняться более холодными слоями жидкости и переносить с собой теплоту. Всосуде возникнут конвективные потоки.Вынужденная конвекция имеет место тогда, когда движение жидкости или газа вызвановнешними причинами: насосом, вентилятором, движением летательного аппарата ввоздухе и т.п.
В одной и той же среде теплообмен при вынужденной конвекции протекаетзначительно интенсивней, чем при свободной.Лучистым теплообменом называется процесс переноса тепла излучением,обусловленный способностью нагретого вещества превращать часть принадлежащей емувнутренней энергии в энергию электромагнитных колебаний.Встречая на своем пути другое вещество, тепловые лучи частично поглощаются, и ихэнергия снова превращается в теплоту, а частично отражаются и проходят сквозь тело. Вчистом виде лучистый теплообмен имеет место лишь в условиях глубокого вакуума.Как правило, мы имеем дело со всеми тремя видами теплообмена одновременно, т.е.обычно имеет место сложный теплообмен.При решении конкретных практических задач количество тепла, передаваемоетеплопроводностью, излучением и конвекцией, может быть различным, поэтому врасчетах часто пренебрегают видами теплообмена, роль которых в рассматриваемомслучае несущественна, и весь процесс сводят к основному определяющему видутеплообмена.3.
Основной закон теплопроводности(закон Фурье)Q=λTW 1 − TW 2Ft(1)Q = − λ ( grad T ) Ft(2)q = − λ grad T(3)δλ - коэффициент теплопроводности[ λ ] = ⎡⎢Вт ⎤⎣ мK ⎥⎦λ4. Дифференциальное уравнение теплопроводности.∂∂t−∂∂tG∫∫∫ ρCTdV = − ∫∫ qVFn∫∫∫ρ CTdVVG G∂qn • n d F∫∫∂t FGG• n d F + ∫∫∫ QV dV = ∫∫ ( λ grad T ) • n d F + ∫∫∫ QV dVVFИспользуем теорему Остроградского-Гаусса:G∫∫ (λ grad T ) • n d F = ∫∫∫ div(λ grad T )dVFV∂(5)∫∫∫ ∂t ( ρCT )dV = ∫∫∫ div(λ grad T )dV + ∫∫∫ Q dV(6)∂( ρCT ) = div( λ grad T ) + QV∂t(7)VVVρC∂T= div( λ grad T ) + QV∂tQ∂T= aΔT + V∂tρCa=(4)VV(8)(9)λ- коэффициент температуропроводностиρC1. Декартова система координатΔT =∂ 2T ∂ 2T ∂ 2T++∂x 2 ∂y 2 ∂z 2(10)2.
Цилиндрическая система координатΔT =∂ 2T 1 ∂ T 1 ∂ 2T ∂ 2T++ 2+∂r 2 r ∂rr ∂Θ 2 ∂z 2(11)3. Сферическая система координатΔT =11∂ 2T 2 ∂T∂ 2T∂ ⎛∂T ⎞+++ 2⎜⎜ sinψ⎟2222r ∂r r sin ψ ∂ϕr sin ψ ∂ψ ⎝∂r∂ψ ⎟⎠(12)5. Условия однозначностиНачальные условия:T ( x , y , z , 0) = f ( x , y , z )Граничные условия первого рода:TW = f1 ( x, y, z, t )Граничные условия второго рода:∂T∂TqW = − λ= f 2 ( x, y , z, t ) или= f 3 ( x, y , z, t )∂n∂nГраничные условия третьего рода:qW = α (T f − TW )(13)(14)(15)(16)α - коэффициент теплоотдачи.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
