. Cодержание курсовой работы
1)Определение плотности теплового потока:
а)
рассчитать коэффициент теплопередачи
б) составить уравнения плотности
теплового потока для процессов
теплоотдачи и теплопроводности;
в) определить общее термическое сопротивление теплопередачи.
2)Определение температур поверхности стенки и между слоями:
а) через соответствующие температурные напоры;
б) графическим способом.
3)Построение температурных графиков в x, t координатах.
Оформление курсовой работы
Курсовая работы должна содержать титульный лист, содержание задания на курсовую работу ( I и II ), введение, основную часть (расчеты и графики), заключение (выводы), список использованной литературы, приложение (поясняющие материалы).
Курсовую работу оформляют на листах формата А4 (297х210). На титульном листе указывают: министерство, наименование института, кафедры, полное название курсовой работы, свой вариант, группу , фамилию, инициалы студента и руководителя курсовой работы.
Страницы курсовой работы должны быть пронумерованы. Текст следует излагать, строго придерживаясь общепринятой технической терминологии и буквенных обозначений.
При выполнении курсовой работы необходимо соблюдать следующие требования:
выписать условия задания;
расчеты сопровождать кратким пояснительным текстом, в котором должно быть указано, какая величина определяется и по какой формуле, какие величины подставляются в формулу и откуда берутся (например, из условия задачи, из справочника, определены ранее);
вычисления давать в развернутом виде;
проставлять размерности;
графики и рисунки должны быть выполнены аккуратно и четко.
После решения задания должен быть дан краткий анализ полученных результатов и даны соответствующие выводы.
На каждый из теоретических вопросов необходимо дать подробный письменный ответ.
Вариант работы должен соответствовать шифру студента. Работы, выполненные не по своему варианту – не рассматриваются.
Теоретические основы теплообмена
3.1 Понятие теплопередачи
Теплопередачей или теорией теплообмена называют науку, изучающую законы переноса теплоты в твердых, жидких и газообразных телах.
Основы учения о теплоте были заложены русским ученым
М.В. Ломоносовым, в середине XVIII в. создавшим механическую теорию теплоты и основы законы сохранения и превращения материи и энергии. В дальнейшем развитии учения о теплоте разрабатывались его общие положения.
В настоящее время теплопередача вместе с технической термодинамикой составляет теоретические основы теплотехники.
3.2. Основные виды теплообмена
Различные тела могут обмениваться внутренней энергией в форме теплоты. Процесс теплообмена – это самопроизвольный процесс переноса (передачи) теплоты в пространстве при неоднородном распределении температур. Разность температур – это необходимое условие теплообмена, причем тепло распространяется от тел с большей температурой к телам с меньшей температурой. Перенос теплоты при наличии разности температур может быть осуществлен внутри твердого тела, в жидкой, газообразной среде, на границе твердого тела с окружающей его средой, в двух средах, разделенных перегородкой.
Исследования показывают, что теплообмен является сложным процессом. Однако ради простоты изучения различают три элементарных вида теплообмена: теплопроводность (кондукцию), конвекцию и тепловое излучение.
Теплопроводностью называется перенос теплоты внутри тела соприкасающимися, беспорядочно движущимися микрочастицами (атомами, молекулами, электронами). То есть частицы, соприкасаясь, разносят тепло. Можно наблюдать, как при нагревании металлического стержня с одного конца теплота постепенно распространяется по всему стержню. Объясняется это тем, что в нагреваемом конце стержня тепловое движение молекул, атомов и свободных электронов постепенно ускоряется, а это значит, что внутренняя кинетическая энергия их увеличивается. При соударениях часть их энергии передается дальше по стержню, что и приводит к распространению теплоты по всему стержню. В жидкостях (капельных и газообразных) процесс переноса теплоты теплопроводностью очень невелик.
Конвекция – перенос теплоты при перемещении объемов текущей среды (жидкости или газа) в пространстве из области с одной температурой в область с другой температурой. Различают свободную и вынужденную конвекции. При свободной конвекции перемещение жидкости происходит под действием разности плотностей отдельных частей жидкости при нагревании, например, перенос теплоты от наружной поверхности горячей батареи холодному воздуху в помещении. Если перемещение вызывается искусственно вентилятором, насосом, мешалкой и т.д., то такая конвекция называется вынужденной. При этом распространение теплоты, т.е. прогревание всей массы жидкости, происходит значительно быстрее, чем при свободной.
Тепловое излучение – процесс переноса теплоты в виде электромагнитных волн с двойным взаимным превращением – тепловой энергии в лучистую и обратно.
Для переноса теплоты теплопроводностью и конвекцией необходима материальная среда, для передачи теплоты излучением такая среда не нужна.
При теплообмене между двумя телами внутренняя энергия тела с более высокой температурой уменьшается, а тела с менее высокой температурой, на столько же увеличивается. Процесс теплообмена протекает тем интенсивнее, чем больше разность температур тел, обменивающихся энергией. При ее отсутствии процесс теплообмена прекращается и наступает тепловое равновесие.
Рассмотренные формы переноса теплоты во многих случаях осуществляются совместно двумя, а чаще – тремя способами. Например, обмен теплотой между твердой поверхностью и жидкостью (или газом) происходит путем теплопроводности и конвекции одновременно и называется конвективным теплообменом или теплоотдачей. В паровых котлах в процессе переноса теплоты от топочных газов к внешней поверхности кипятильных труб одновременно участвуют все три вида теплообмена – теплопроводность, конвекция и тепловое излучение. От внешней поверхности кипятильных труб к внутренней через слой сажи, металлическую стенку и слой накипи теплота переносится путем теплопроводности. Наконец, от внутренней поверхности труб к воде теплота переносится путем теплопроводности и конвекции. В практических расчетах такие сложные процессы иногда целесообразно рассматривать как одно целое. Так, например, передачу теплоты от горячей жидкости к холодной через разделяющую их стенку называют процессом теплопередачи.
Рассмотрим каждый из трех способов переноса теплоты (теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение), а также и объединяющий их сложный процесс переноса теплоты.