
- •1.Исторический обзор развития термодинамики
- •2. Термодинамическая система.
- •3. Типы термодинамического контакта
- •Термодинамические параметры
- •Термодинамическое состояние
- •Равновесное состояние
- •Уравнения состояния
- •Термодинамические процессы
- •10. Теплота и количество теплоты.
- •11. Внутренняя энергия. Энтальпия.
- •12. Аналитическое выражение первого начала.
- •13. Теплоемкость.
- •14. Изотермический процесс.
- •15. Изобарический процесс.
- •16. Изохорический процесс.
- •17. Адиабатический процесс.
- •18. Политропический процесс.
- •28) Аналитическое выражение второго начала.
- •29) Максимально полезная внешняя работа.
- •31) Свободная энергия Гельмгольца
- •32) Свободная энергия Гиббса.
- •34) Дифференциальные уравнения термодинамики в частных производных.
- •35) Условия равновесия фаз.
- •36) Правило фаз.
- •37.Теплота фазового перехода.
- •38 .Испарение и конденсация
- •39.Критическая точка
- •40. Насыщенный пар
- •41. Влажный пар
- •42. Перегретый пар
- •43. Циклы паросиловых установок
- •44. Циклы газотурбинных установок и реактивных двигателей
- •55. Размерные величины и единицы измерения
- •56. Теория размерностей
- •57. Уравнение теплопроводности
- •58. Одномерная стационарная задача теплопроводности при отсутствии внутреннего тепловыделения
- •59. Влияние переменности коэффициента теплопроводности
- •61. Перенос тепла в ребрах
- •62. Многомерные стационарные задачи теплопроводности
- •63. Нестационарная теплопроводность при пренебрежимо малом внутреннем термическом сопротивлении
- •64.Нестационарная теплопроводность в полу бесконечном твердом теле.
- •65.Диаграммы для решения задач нестационарной теплопроводности
- •66.Численные решения задач нестационарной теплопроводности
- •67. Уравнения сохранении массы, количества движения и энергии при ламинарном обтекании плоской пластины
- •68. Интегральные уравнения количества движения и энергии для ламинарного пограничного слоя
- •69. Расчет коэффициентов теплоотдачи и трения в ламинарном потоке
- •70.Аналогия между теплообменом и переносом количества движения при турбулентном обтекании плоской пластины
- •71.Аналогия Рейнольдса при турбулентном обтекании плоской пластины
- •72 Вынужденная конвекция при ламинарном течений в трубе
- •73 Безразмерные комплексы, используемые для обобщения экспериментальных данных по конвективному теплообмену
- •74 Конвективный теплообмен при течении в трубах и каналах
- •76 Свободная конвекция
- •77 Смешанная свободная и вынужденная конвекция
- •78 Теплообмен в высокоскоростном потоке
- •79 Физика излучения
- •80 Радиационные свойства
- •81 Угловой коэффициент излучения
- •82. Теплообмен излучением между серыми поверхностями
- •83. Матричный метод
- •84.Перенос излучения в поглощающих пропускающих средах
- •85. Радиационные свойства газов
- •86 Солнечное излучение
- •87 Основные типы теплообменников
- •88.Суммарный коэффициент теплопередачи
- •89. Среднелогарифмическая разность температур
- •90. Эффективность теплообменника
71.Аналогия Рейнольдса при турбулентном обтекании плоской пластины
Можно видеть, что при конвективном теплообмене в турбулентном пограничном слое локальный коэффициент теплоотдачи уменьшается с увеличением расстояния х следующим образо. Из уравнения следует, что по сравнению с ламинарным течением, при котором коэффициент теплоотдачи при турбулентном течении уменьшается с увеличением х менее интенсивно и что при данном числе Рейнольдса этот коэффициент оказывается намного больше своего значения для ламинарного течения.
72 Вынужденная конвекция при ламинарном течений в трубе
Коэффициент теплоотдачи при ламинарном течении в трубе будем определять для полностью развитого течения и постоянного теплового потока на стенке. Для вывода уравнения сохранения энергии в данном случае рассмотрим небольшой цилиндрический элементарный объем, имеющий длину dx, внутренний радиус г и наружный радиус r+dr . Тепло входит в объем и выходит из него в радиальном направлении в результате теплопроводности, в то время как конвективный перенос энергии происходит в осевом направлении. Тепловой поток, входящий в элементарный объем вследствие теплопроводности.
Результирующий тепловой поток, выходящий из элементарного объема вследствие теплопроводности.Скорость движения через элементарный объем в осевом направлении постоянна, но при этом в нем происходит изменение температуры. В результате конвективного переноса в элементарный объем входит тепловой поток
Приравнивая результирующие тепловые потоки, обусловленные теплопроводностью и конвекцией при установившихся условиях. получаем уравнение энергии для ламинарного течения в трубе
С практической точки зрения обычно удобнее относить число Нуссельта к разности между среднемассовой температурой жидкости и температурой на поверхности стенки. Среднемассовую температуру жидкости обычно называют температурой смешения и получают путем сбора жидкости, истекающей из канала в специальный сосуд, и ее полного перемешивания. Естественно, что на входе в трубу температура постоянная, и поэтому среднемассовая температура и температура на оси трубы идентичны. Если число Нуссельта и коэффициент теплоотдачи определяются по разности температур между среднемассовой температурой жидкости и температурой поверхности стенки, то можно получить следующее значение этого Nu0 = 4,36. Следует отметить, что значение числа Нуссельта при полностью развитом ламинарном течении не зависит от числа Рейнольдса, так как в этом случае толщина пограничного слоя просто равна радиусу трубы. Однако на начальном участке трубы значение числа Нуссельта будет больше, чем при полностью развитом течении.
73 Безразмерные комплексы, используемые для обобщения экспериментальных данных по конвективному теплообмену
В общем случае выбор физических параметров, необходимых для решения данной задачи по конвективному теплообмену, требует определенного предварительного рассмотрения физического смысла процесса. Но после того, как такие параметры установлены, теория размерностей позволяет связать их в несколько безразмерных комплексов, точная функциональная зависимость между которыми может быть определена из эксперимента. Чтобы проиллюстрировать такой подход, найдем безразмерные комплексы, определяющие число Нуссельта при вынужденном течении в длинной гладкой трубе.
Зависимой
переменной в рассматриваемом случае
является коэффициент конвективной
теплоотдачи
.
Для несжимаемого низкоскоростного
течения независимыми переменными,
определяющими коэффициент теплоотдачи,
являются скорость жидкости V,
линейный размер (т. е. диаметр трубы D)
и
такие физические свойства жидкости,
как коэффициент теплопроводности k,
коэффициент динамической вязкости µ,
удельная теплоемкость ср
и плотность р.
Независимые размерные величины, используемые в теории размерностей — масса М, длина L, время 0 и температура Т.