30. Виды и потери давления

Виды давления: статическое и динамическое. Описываются уравнением Бернулли , где Р— плотность жидкости, v — скорость потока, h — высота, на которой находится рассматриваемый элемент жидкости, p — давление в точке пространства, где расположен центр массы рассматриваемого элемента жидкости,

g— ускорение свободного падения. pv²/2 – динамическое давление, p – статическое давление, pgh – гидростатическое давление. Уравнение Бернулли – выражение закона сохранения энергии применительно к установившемуся движению жидкости/газа. Статическое давление – давление жидкости на поверхность обтекаемого ею тела/применительно и к потоку газа).

31. Виды теплообмена. Закон Фурье

Три основных вида теплообмена (элементарных):

1. теплопроводность

2. конвекция

3. лучистая энергия

Теплопроводность—перенос энергии микрочастицами вещества. (молекулы, атомы, электроны, нагревание проволоки и газа)

Конвекция (только в газах и жидкостях) газы и

жидкости—теплоносители

Конвекция—это перенос энергии перемещающимися макрообъемами жидкости и газов

(тепло от батареи идёт вверх остывает и опускается)

1)свободная (батарея)

2)вынужденная (перемещение воздуха от вентилятора)

Лучистый (радиационный) теплообмен

Происходит в 3 стадии:

1. Преобразование внутренней энергии излучаемого тела в лучистую энергию.

2. Распространение лучистой энергии в пространстве.

3. Попадание лучистой энергии на другие тела и преобразование поглощенной части лучистой энергии во внутреннюю энергию этих тел.

Температурным полем тела называется совокупность значений температур во всех точках тела в рассматриваемый отрезок времени.

Тепловой поток—количество тепла проходящее через изотермическую поверхность в единицу времени.

Q—тепловой поток [Дж/с]=[Вт]

Закон Фурье: количество теплоты, проходящее через элемент изотермической поверхности, пропорционально градиенту температуры и продолжительности промежутка времени.

Весьма важной величиной для теплопередачи является вектор плотности теплового потока q, который пропорционален градиенту температуры Φ = − λ(∂T/∂x)S Вт /м2 , где λ называется коэффициентом теплопроводности. Он характеризует способность вещества проводить теплоту. Размерность λ [Вт/(м⋅К)].

32. Теплоотдача и теплопередача

Теплообмен лучеиспусканием характерен для высокотемпературных процессов в печах: вращающихся для обжига вяжущих, ванных для шлака и для других печей с развитым пламенным пространством. Теплообмен лучеиспусканием при умеренных температурах используется для сушки инфракрасными лучами. При небольших температурах, маломерном объеме, где происходит теплообмен, и воздействии на материал прозрачных газов (при малом содержании в газах водяных паров, углекислоты и твердых частиц) до лучеиспускания в теплопередаче незначительна.

Теплообмен конвекцией более характерен для большинства процессов тепловой обработки при протекании газов через слой материала, через садку изделий, у поверхности рекуператоров, над уровнями жидкостей при сушке и т. д.

Передача теплопроводностью имеет место всегда при нагреве обрабатываемого материала, стен и других ограждений тепловых установок, а также при передаче через пограничные слои теплоносителей. Теплообмен может совершаться при установившемся состоянии (например, передача через ограждения непрерывно действующих установок)

и при неустановившемся состоянии (аккумуляция тепла в стенах периодически действующих установок и в подине ваго­неток туннельных печей).

Комбинированный теп­лообмен обычно имеет место в реальных производствен­ных условиях: от газов к материалу (внешняя задача) — лучеиспуска­нием, конвекцией и в самом материале (внутренняя задача)— теплопроводностью.