- •1 Основные положения молекулярно-кинетической теории газа. Понятие о идеальном и реальном газе.
- •2 Параметры и функции состояния. Уравнение состояния идеального газа.
- •3 Смеси газов. Кажущаяся молекулярная масса. Газовая постоянная смеси газов.
- •4 Первый закон термодинамики.
- •5 Энтальпия газа.
- •6 Теплоемкость газа. Удельные теплоемкости газа. Средние и истинные теплоемкости.
- •7 Теплоемкость газа в изохорном и изобарном процессах. Уравнение Майера.
- •8 Изохорный процесс. Вывод уравнения, график в координатах p-V и t-s. Изменение внутренней энергии, теплоты и работы в процессе.
- •9 Изобарный процесс. Вывод уравнения, график в координатах p-V и t-s. Изменение внутренней энергии, теплоты и работы в процессе.
- •10 Изотермический процесс. Вывод уравнения, график в координатах p-V и t-s. Изменение внутренней энергии, теплоты и работы в процессе.
- •11 Адиабатный процесс. Вывод уравнения, график в координатах p-V и t-s. Изменение внутренней энергии, теплоты и работы в процессе.
- •12 Политропный процесс. Вывод уравнения. Изменение теплоты и работы в процессе,
- •13 Политропный процесс. Обощающий характер процесса
- •14 Тепловая диаграмма в координатах p-V
- •15 Второй закон термодинамики.
- •16 Прямой цикл Карно.
- •17 Энтропия газа.
- •18 Циклы холодильных установок.
- •19 Обратный цикл Карно.
- •20 Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотерма Ван-дер-Ваальса.
- •21 Диаграмма h-s водяного пара. Определение параметров состояния.
- •22 Диаграмма h-s водяного пара. Расчет изменений внутренней энергии, работы и теплоты в паровых процессах.
- •23 Способы передачи теплоты. Суть каждого.
- •24 Понятие о стационарном и нестационарном теплообмене, тепловом потоке, плотности теплового потока.
- •25 Закон Фурье.
- •26 Теплопроводность через плоскую стенку.
- •27 Теплопроводность через цилиндрическую стенку.
- •28 Теплопроводность через многослойную плоскую стенку.
- •29 Теплопроводность через многослойную цилиндрическую стенку.
- •30 Коэффициент теплопроводности. Методика экспериментального определения.
- •31 Теплоотдача. Факторы влияющие на интесивность теплоотдачи. Уравнение Ньютона.
- •32 Критерии подобия: Nu, Re, Ре, Pr, Gr.
- •34 Коэффициент теплоотдачи. Методика экспериментального определения.
- •35 Лучистый теплообмен. Тепловые лучи, их свойства. Способность тел поглощать, и отражать тепловые лучи.
- •36 Закон Планка
- •37 Закон Стефана-Больцмана.
- •38 Методика экспериментального определения коэффициента излучения.
- •39 Лучистый теплообмен между двумя параллельными поверхностями.
- •40 Ослабление излучения экранами.
- •41 Составной теплообмен. Учет лучистого теплообмена при расчете теплоотдачи.
- •42 Теплопередача между средами разделенными плоской стенкой.
- •43 Теплопередача между средами разделенными цилиндрической стенкой.
32 Критерии подобия: Nu, Re, Ре, Pr, Gr.
Основная трудность, возникающая при экспериментальном исследовании конвективного теплообмена, заключается в том, что коэффициент теплоотдачи зависит от многих параметром. Чтобы уменьшить число их согласно теории подобия объединяют в меньшее число переменных, называемых числами подобия (они безразмерны). Каждое из безразмерных чисел имеет определенный физический смысл. Их принято обозначать первыми буквами фамилий ученых, внесших существенный вклад в изучение процессов теплопереноса и гидродинамики, и называть в честь этих ученых.
Число Нуссельта: - представляет собой безразмерный коэффициент теплоотдачи.
Число Рейнольдса: Re=wжl/v
Выражает отношение сил инерции (скоростного напора) Fи=w2ж/2 к силам вязкого трения Fwж/l.
При течении жидкости в трубах ламинарный режим на стабилизированном участке наблюдается до Re=wd/v=2300, а при Re>104 устанавливается развитый турбулентный режим (здесь d – внутренний диаметр трубы).
Число Прандтля: Pr=cv/
Состоит из величин характеризующих теплофизические свойства вещества и по существу само является теплофизической константой вещества. Значение число Pr приводится в справочниках.
В случае естественной конвекции скорость жидкости в дали от поверхности wж=0 и соответственно Re=0, но на теплоотдачу будет влиять подъемная сила Fп. Это приведет к появлению другого безразмерного параметра – числа Грасгофа: Gr=g(tc-tж)l3/v2 Оно характеризует отношение подъемной силы, возникающей вследствие теплового расширения жидкости, к силам вязкости.
Критерий Пекле - критерий подобия, который характеризует соотношение между конвективным и молекулярным процессами переноса тепла Pe=vl/a,a=λ/ρc– коэффициент температуропроводности. Чем большеPe, тем большеQпереносится конвекцией и меньше кондукцией.
33 Расчет теплоотдачи с использованием критериальных уравнений.
Диффузионное число подобия Нуссельта В научной литературе его часто обозначают как число Шервудакоторое показывает отношение действительной плотности потока при массоотдаче к плотности потока массы при чистой диффузии. При конвективном массообмене вместо теплового числа подобия Прандтля Pr используют диффузионное число Прандтляв научной литературе его часто обозначают как число подобия ШмидтаЭтот критерий подобия при определенных условиях является мерой подобия скоростных и концентрационных полей в потоке. При наличии фазового перехода используют число подобия. где r – теплота фазового перехода; С – теплоемкость;t – разность температур фазового перехода и действительной температуры в процессе. Число К является мерой отношения теплового потока, идущего на фазовое превращение вещества, к теплоте перегрева (переохлаждения) одной из фаз. Кроме того, используются известные критерии подобия Re и Gr. В общем случае при стационарном процессе конвективный массообмен описывается уравнением подобия:Неизвестные коэффициенты С, iw,,, iPiопределяются на основе эксперимента.
Течение теплоносителя внутри труб. Обобщение большого числа экспериментальных данных дает следующую зависимость для расчета коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к текущему в ней теплоносителю на участке стабилизированного течения:
Теплоотдача при естественной конвекции. Для расчета коэффициента теплоотдачи в условиях естественной конвекции пользуются зависимостью вида:
Экспериментальные данные по теплоотдаче при поперечном обтекании одиночной круглой трубы спокойным, нетурбулизированным потоком обобщается формулой: