Содержание
-
-
Теплопередача = ТПЛекция 1
Теплопередача + Техническая Термодинамика = ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ, позволяющие рассчитывать, разрабатывать и оптимизироватьоборудование для производства и использования тепловой и электрической энергии в энергетике, промышленности, строительстве, быту и везде, везде, везде…
-
ТПЛекция 1
Основная литература Теоретические основы хладотехники. Тепломассообмен / Под ред. Э.И. Гуйго. М.: Агропромиздат, 1986. 320 с. 2. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия, 1981. 417 с. 3. Цветков Ф.Ф., Григорьев Б.А. Тепломассообмен: учебное пособие для вузов / М.: Издательство МЭИ, 2001. 550 с. 6. Цветков Ф.Ф., Керимов Р.В., Величко В.И.. Задачник по тепломассообмену: учебное пособие. М.: Изд.дом МЭИ, 2008. 196 с. 6. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. М.: Энергия, 1975. 288 с.
-
ТепломассообменЛекция 1
Дополнительная литература 1. Практикум по теплопередаче: учебное пособие для вузов/Под ред. А.П. Солодова.- М.: Энергоатомиздат, 1986. – 296 с. 2. Михеев М. А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. – М.: Энергия, 1977. –343 с. 3. Кафаров В.В. Основы массопередачи. – М.: Высшая школа, 1979. – 439 с. 4. Авчухов В.В., Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена. – М.: Энергоатомиздат, 1986 – 140 с. 5. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие. – М.: Энергоатомиздат, 1990 – 367 с. 6. Дульчев Г.Н. Применение ЭВМ для решения задач теплообмена / Дульчев Г.Н. и др. – М.: Высшая школа, 1990. – 206 с. 7. Уонг Х. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. – М.: Атомиздат, 1979. – 212 с. 8. Данилова Г.Н. и др. Теплообменные аппараты холодильных установок. – Л.: Машиностроение, 1986. – 302 с. 9. Барановский Н.В. Пластинчатые и спиральные теплообменники. – М.: Машиностроение, 1973. 288 с. 10. Копко В.М., Пшоник М.Г. Пластинчатые теплообменники в системах централизованного теплоснабжения. Курсовое и дипломное проектирование: учебное пособие. – Мн.: БНТУ, 2005. – 199 с. 11. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: справочник / Под общ. ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. – М.: Энергоиздат, 1991. – 588 с. 12. Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. – М.: Энергия, 1979. – 320 с. 13. Богданов С.Н. и др. Холодильная техника. Свойства веществ. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1985. – 208 с.
-
90% энергии в мире производится путем сжигания органического (ископаемого и био-) топлива.
Паротурбинная энергетическая установка (ПТУ) – традиционное оборудование ТЭС (КПД до 40%)
-
Прототип энергетического котельного агрегата (парогенератора) – самовар
Внутри расположена жаровня в виде трубы - "кувшин". Внизу под "кувшином" для усиления тяги делается поддувало. Преимуществом самовара явилось то, что в нем жаровая труба помещена внутри резервуара и окружена со всех сторон водой, что снижает тепловые потери из топки-жаровни.
-
КОТЕЛЬНЫЙ АГРЕГАТ – устройство для производства
Лекция 1 5 тепловой энергии в формеводяного пара / горячей воды за счет теплоты сгорания топлива
-
Теплообменные поверхности ( поверхности нагрева) котельного агрегата
Лекция 1 Испарительные настенные экраны Конвективные трубные пучки
-
ТепломассообменЛекция 1
Регенеративный теплообменник – воздухоподогреватель для утилизации теплоты уходящих дымовых газов с целью подогрева воздуха, используемого для сжигания топлива в котле
-
Энергетическая парогазовая установка (ПГУ) – наиболее эффективное на сегодняшний день энергетическое оборудование (КПД до 60%)
-
ТепломассообменЛекция 1
Градирня – контактный теплообменник системы оборотного водоснабжения ПТУ Техническая вода, использованная для конденсации пара на выходе из паровой турбины, охлаждается в градирне, стекая по внутренним стенкам башни, за счет испарения при контакте с восходящим потоком воздуха. 1% испарённой воды => охлаждение на 6 оС
-
Рекуперативный теплообменник "труба в трубе" Прямоток перегородки Противоток Кожухотрубчатый теплообменник Горячая вода или пар из котла или отбора турбины используются для отопления и горячего водоснабжения жилья и предприятий, где установлены "бойлеры" –промежуточные теплообменники.
-
ТПЛекция 1
Компактные пластинчатые теплообменники Энергосбережение и возобновляемые источники энергии Г.И.Пальчёнок
-
Кожухотрубчатые и пластинчатые теплообменники
-
ТепломассообменЛекция 1
ТЕПЛООБМЕН –это самопроизвольный необратимый процесс пространственного распространения теплоты, под которым понимается обмен внутренней энергиеймежду телами или областями одного тела или системы, вызванный разностью температур в теле или системе. Теплота самопроизвольно всегда передается от горячего тела к холодному, и никогда – в обратном направлении. Все самопроизвольные процессы заканчиваются установлением т/д равновесия (здесь – теплового). ТЕПЛОТА(количество теплоты, тепло – разговорн.) – это энергетическая характеристика процесса теплообмена, численно равная количеству энергии, которое получает (отдает) в этом процессе тело/система.
-
МАССООБМЕН, ТЕПЛОМАССООБМЕН
-
При теплообмене теплота самопроизвольно переходит от тела/области с более высокой температурой (более «нагретой») к телу/области с более низкой температурой (менее нагретой). В результате разность температур в теле/системе в течение времени выравнивается. Т.обр., разность температур – движущая сила процесса теплообмена. Процесс теплообмена необратим, т.е. сопровождается увеличением энтропии Направление и движущая сила теплообмена
-
ТПЛекция 1
МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ Все материальные тела (твердые, жидкие, газообразные) состоят из мельчайших структурных частиц (атомов, молекул) и обладают ВНУТРЕННЕЙЭНЕРГИЕЙ U, включающей в себя энергию движения и взаимодействия всех частиц, составляющих тело: кинетическую энергию хаотического поступательного, вращательного и колебательного движения молекул и атомов внутри молекул – определяется температурой Т; потенциальную энергию взаимодействия частиц – определяется средним расстоянием между ними, т.е. является функцией объема V, занимаемого газом; энергию электронных оболочек атомов; внутриядерную энергию В теплотехнических процессах две последние составляющие обычно неизменны. В англоязычной литературевнутренняя энергия называетсяThermal Energy (тепловая энергия).
-
ТЕМПЕРАТУРАТ – физическая величина, характеризующая степень нагретости тела. Параметр состояния (наряду с р, V). Размерность – 1 К (Кельвин, Т К); оС (градус Цельсия,tоС). Абсолютный нуль температуры Т = 0 К соответствует t= –273.15 оС; 1 К = 1 оС. С точки зрения молекулярно-кинетической теории идеального газа Т – мера интенсивности теплового движения молекул. Средняя кинетическая энергия молекул m масса молекулы, кг; w – средняя квадратическая скорость поступательного движения молекул, k =1.38·10–23 Дж/К – константа Больцмана.
-
ДАВЛЕНИЕр Физическая величина, характеризующая взаимодействие молекул тела с поверхностью. Численно равно силе, действующей на единицу площади поверхности тела по нормали к ней. Параметр состояния (наряду с Т, V). Размерность в СИ – Па (Паскаль) = 1 Н/м2. 1 атм = 760 мм рт. ст. = 1.01325·105 Па = 1.01325бар 0.101 Мпа. В соответствии с молекулярно-кинетической теорией давление идеального газа n – число молекул в единице объема, 1/м3 = м–3.
-
ВНУТРЕННЯЯЭНЕРГИЯ U– свойство самой системы,функция её состояния, т.к. определяется параметрами состояния Т (средняя кинетическая энергия частиц), р и V (расстояние между частицами), и не зависит от характера процесса, а определяется только начальным и конечным состояниями системы. Для идеальных газов, в которых отсутствуют силы взаимодействия между молекулами, U – функция только температуры. Внутренняя энергия сложной системы аддитивна – равна сумме энергий составляющих частей. В расчетах обычно используется удельная внутренняя энергия (единицы массы) u = U/M, Дж/кг.
-
Внутренняя энергия обычно используется при расчетах процессов теплообмена визохорических условиях (v= const). В изобарных условиях (р = const),типичных для энергетичеcких приложений, энергия тела/системы характеризуется другой функцией состояния – энтальпией ("энергией расширенной системы") h =u + pv, кДж/кг.
-
ТепломассообменЛекция 1
ТЕРМОДИНАМИКА: 2 формы обмена энергией между системой/телом и окружающей средой ТЕПЛОТА(на микрофизическом уровне) и РАБОТА(на макрофизическом уровне). Согласно 1-му началу термодинамики, изменение внутренней энергии системы происходит за счет подвода к ней теплоты и совершения системой внешней работы (например, работы расширения газа против внешнего давления) du = q–l = q–рdv. (1) При v = constвнешняя работа отсутствует (l = 0) du= q = сvdT. Выразим в (1) uчерез энтальпию u =h - pv dh = q + vdр. (2) dh= q= cpdT(при p = const).
-
ТПЛекция 1
Здесь использовано определение удельной теплоёмкости: количество теплоты, которое необходимо для нагревания единицы массы тела на 1 градус (К или оС) – визохорическом процессе (v = const) – в изобарном процессе (р = const)
-
Итак, теплота, работа – формы передачиэнергии, а не формы энергии, т.к. зависят от характера процесса (пути перехода системы от начального состояния к конечному) и не являются функциями состояния системы. Теплота(количество теплоты, тепло – разговорн.) – энергетическая характеристика процесса теплообмена, численно равная количеству энергии, которое получает (отдает) в процессе теплообмена тело/система.
-
Тепломассообмен Лекция 1 ОСНОВНЫЕ КАТЕГОРИИ И ТЕРМИНЫ ТЕПЛООБМЕНА
-
ТепломассообменЛекция 1
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ (кондукция) И ДИФФУЗИЯ –молекулярный перенос теплоты и массы в неподвижных телах (газообразных, жидких и твердых) или между ними. КОНВЕКЦИЯ ТЕПЛОТЫ И МАССЫ – перенос при макроскопическом перемещении объемов жидкостей (капельных и газов) между областями с разными температурами. Возможна только в текучей среде. свободная конвекция – течение жидкости за счет разности плотностей в ее объеме; вынужденная – принудительное течение жидкости за счет насоса или вентилятора. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ – перенос теплотыпосредством электромагнитных волн, обусловленный только температурой и оптическими свойствами излучающего тела. Основные способы (механизмы) передачи теплоты и массы
-
ТРИ ОСНОВНЫХ МЕХАНИЗМА ТЕПЛООБМЕНА Обмен энергией посредством электромагнитного излучения в видимой и инфракрасной областях длин волн Перенос теплоты при перемещении (течении) макрочастиц жидкости / газа; всегда сопровождается теплопроводностью жидкости Молекулярный перенос энергии за счёт теплового движения микрочастиц (молекул, атомов, электронов) в твердых телах и неподвижных жидкостях / газах 28
-
В жильё и производственные помещения теплота подводится с помощью отопительных радиаторов стальной панельный Внутри:вынужденно-конвективная теплоотдача от горячей воды к стенке радиатора В стенке радиатора:теплопроводность изнутри наружу Снаружи:теплоотдача от внешней поверхности в окружающую среду свободной конвекцией и тепловым излучением чугунный секционный
-
ТепломассообменЛекция 10
Свободноконвективный и лучистый перенос теплоты от поверхности нагревателя
-
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ . ЗАКОН ФУРЬЕ Плотность теплового потока в данной точке изотропной среды пропорциональна градиенту температуры в этой точке и направлена противоположно ему ,Вт/м2(Вт = Дж/с) Коэффициент пропорциональности, Вт/(м∙К) называется коэффициентом теплопроводности (или просто теплопроводностью) и является физическим параметром вещества.
-
ТМОЛекция 1 Градиент температуры– вектор, направленный в сторону увеличения температуры по нормали nк изотермической поверхности, через которую проходит тепловой поток, и равный производной температуры по координате n. n Δn q Т – ΔТ Т + ΔТ Т Изотермические поверхности Закон Фурье в скалярной форме:
-
ТПЛекция 1
Коэффициент теплопроводности численно равен количеству теплоты, которое проходит в единицу времени через единицу площади изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице. В общем случае зависит от структуры вещества (порозность), его плотности, влажности, давления и температуры. Коэффициент теплопроводности Вт/(м∙К)
-
ТепломассообменЛекция 1
10–3 10–210–11 10 100 1000 , Вт/(м∙К) газы жидкости огнеупоры металлы сплавы Коэффициенты теплопроводности
-
Из кинетической теории газов (Л.Больцман) следует, что
-
ТПЛекция 1
Коэффициент теплопроводности газов
-
ТепломассообменЛекция 1
В капельных жидкостях и особенно твёрдых диэлектриках атомы/молекулы "упакованы" гораздо более плотно, чем в газах, и механизм теплопроводности можно представить как перенос энергии путем упругих волн колебаний молекул. Для жидкостей (А – коэффициент ~ скорости распространения звуковых колебаний)
-
ТПЛекция 1
Коэффициент теплопроводности жидкостей и твёрдых диэлектриков
-
ТепломассообменЛекция 1
В металлах – лучших проводниках теплоты – теплопроводность при не очень низких температурах обусловлена тепловым движением свободных электронов, которые можно рассматривать как идеальный одноатомный газ. Поэтому коэффициент теплопроводности металлов обратно пропорционален их удельному электрическому сопротивлению. Определенный вклад вносит перенос энергии путем колебательных движений атомов в кристаллической решётке. В металлических сплавах наличие примесей приводит к ухудшению теплопроводности по сравнению с чистыми металлами: медь – λ = 390 Вт/(м.К), латунь (10-40% цинка) – 100-120 Вт/(м.К). Причина – рассеяние электронов на структурных неоднородностях.
-
ТПЛекция 1
Коэффициент теплопроводности металлов и сплавов
-
Коэффициенты теплопроводности (при комн. температуре)
-
-
Пористые теплоизоляционные материалы имеют наиболее низкие к-ты теплопроводности благодаря тому, что в порах находится воздух.
-
В процессе теплообмена температура тел изменяется во времени и неравномерно распределяется по их объёму, что приводит к соответствующему изменению коэффициента теплопроводности. В практических расчётах зависимость λоттемпературы часто можно принять линейной Зависимость λ от температуры гдеλ0– значение λ при t0 = 0оС ; b– постоянная, определяемая опытным путём. Вт/(м∙К),
-
ДИФФУЗИЯ– молекулярный перенос массы вещества в какой-либо среде, обусловленный тепловым движением молекул, атомов, ионов при наличии разности концентраций переносимого вещества. Закон Фика Плотность потока вещества (вектор) пропорционален градиенту его концентрации противоположен ему по направлению j = – D gradC = – DdС/dn,моль/(м2∙с) D, м2/с– коэффициент молекулярной диффузии, физический параметр диффундирующего вещества и среды; С, моль/м3– концентрация диффундирующего вещества
-
ТепломассообменЛекция 1
КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛО- И МАССООБМЕН В движущихся жидкостях и газах происходит конвективный перенос теплоты и массы за счет перемещения макрочастиц жидкости из одной точки пространства в другую. Организованно движущаяся жидкость переносит свои энергию и массу. Одновременно в перемещающейся жидкости всегда происходит хаотическое тепловое движение микрочастиц (молекул, атомов), посредством которого осуществляются молекулярный перенос теплоты теплопроводностью и массы – диффузией.
-
– вектор среднемассовой скорости жидкости, м/с. Если через единицу контрольной поверхности нормально к ней в единицу времени проходит масса жидкости кг/(м2с), то вместе с ней конвекцией переносится плотность теплового потока Вт/м2. С учётом переноса теплопроводностью в жидкости Вт/м2. жидкость , cp, t
-
ТПЛекция 1
Энергосбережение и возобновляемые источники энергии Г.И.Пальчёнок КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛО– и МАССООБМЕН Переностеплотыилимассы, обусловленный макроскопическим движением жидкости как целого. Всегда сопровождается молекулярным переносом, который, однако, играет второстепенную роль. Плотности потоков тепла и массы можно записать в форме законов Фурье и Фика, введя в них конвективный член (первый в правой части) q = cpTρw– grad T, Вт/м2, j= С w– D gradC, моль/(м2∙с), w – вектор среднемассовой скорости жидкости, м/с.
-
ТЕПЛООТДАЧА 49 Закон Ньютона – Рихмана Плотность теплового потока при теплоотдаче пропорциональна разности температур между поверхностью стенки и жидкостью вдали от поверхности qc= (tc – tж) Вт/м2; Вт/(м2∙К) – коэффициент теплоотдачи, численно равный плотности теплового потока на границе тела и жидкости, отнесённой к разности температур поверхности тела и жидкости вдали от поверхности.
-
Теплопередача – перенос теплоты от одной жидкости к другой через твердую стенку. q теплоотдача – теплопроводность – теплоотдача
-
ТепломассообменЛекция 1
Все тела излучают и поглощают лучистую энергию. Интенсивность теплового излучения зависит от температуры и свойств поверхности тела: ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН В отличие от теплопроводности и конвекции, здесь нет необходимости в контакте тел, участвующих в обмене; максимальная интенсивность ЛТО – в вакууме. При наличие между телами разделяющей среды лучистый теплообмен сопровождается теплопроводностью и конвекцией (сложный теплообмен).
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.