1. Основные понятия и исходные положения теплотехники.

Теория теплообмена изучает процессы распространения теплоты в твердых, жидких и газообразных телах. Перенос теплоты может передаваться тремя способами:

теплопроводностью;

конвекцией;

излучением (радиацией).

Процесс передачи теплоты теплопроводностью происходит при непосредственном контакте тел или частицами тел с различными температурами и представляет собой молекулярный процесс передачи теплоты. При нагревании тела, кинетическая энергия его молекул возрастает и частицы более нагретой части тела, сталкиваясь с соседними молекулами, сообщают им часть своей кинетической энергии.

Конвекция – это перенос теплоты при перемещении и перемешивании всей массы неравномерно нагретых жидкости или газа. При этом, перенос теплоты зависит от скорости движения жидкости или газа прямо пропорционально. Этот вид передачи теплоты сопровождается всегда теплопроводностью. Одновременный перенос теплоты конвекцией и теплопроводностью называется конвективным теплообменом.

В инженерных расчетах часто определяют конвективный теплообмен между потоками жидкости или газа и поверхностью твердого тела. Этот процесс конвективного теплообмена называют конвективной теплоотдачей или просто теплоотдачей.

Процесс передачи теплоты внутренней энергии тела в виде электромагнитных волн называется излучением (радиацией). Этот процесс происходит в три стадии: превращение части внутренней энергии одного из тел в энергию электромагнитных волн, распространение э/м волн в пространстве, поглощение энергии излучения другим телом. Совместный теплообмен излучением и теплопроводностью называют радиационно-кондуктивным теплообменом.

Совокупность всех трех видов теплообмена называется сложным теплообменом.

Процессы теплообмена могут происходит в различных средах: чистых веществах и разных смесях, при изменении и без изменения агрегатного состояния рабочих сред и т.д. В зависимости от этого теплообмен протекает по разному и описывается различными уравнениями.

Процесс переноса теплоты может сопровождаться переносом вещества (массообмен). Например испарение воды в воздух, движение жидкостей или газов в трубопроводах и.т.п. и.т.д. Тогда процесс теплообмена усложняется, так как теплота дополнительно переносится с массой движущегося вещества.

2. Основные понятия технической термодинамики.

Термодинамика в широком смысле - это наука об энергии и ее свойствах. Название происходит от греческих слов "термос" - тепло и "динамис" - сила.

Она охватывает область физических химических и других явлений, сопровождающихся тепловым эффектом в процессе превращения форм движения материй. Термодинамика основывается на двух экспериментально установленных законах, получивших название первого и второго начал термодинамики.

В зависимости от круга рассматриваемых вопросов различают физическую, химическую и техническую термодинамику.

Технической термодинамикой называется наука, изучающая вопросы взаимного превращения теплоты и работы. Ее основная задача заключается в обосновании теории тепловых двигателей.

Применительно в специфике нашего интернет-портала мы остановим внимание только на соотвествующих нашей тематике разделах термодинамики.

Основные понятия и определения технической термодинамики. Предмет и метод технической термодинамики. Основные определения. Основные теплотехнические величины и их размерности в СИ. Основные параметры состояния. Теплоемкость. Массовая, объемная молярная теплоемкости. Теплоемкость за постоянных объеме и давлении. Средняя и истинная теплоемкости. Зависимость теплоемкости от температуры.

Техническая термодинамика-теоретический раздел ТТ-наука, изучающая законы преобразований между теплотой, работой и внутренней энергией; свойства рабочих тел, при помощи которых происходят эти преобразования в тепловых машинах принципы действия и конструктивные особенности всех тепловых машин, двигателей и т.д..

Предметом технической термодинамики является определение термического КПД, что указывает на долю преобразования подведенной теплоты во внешнюю полезную работу. Целью термодинамического анализа работы тепловой машины является определение термического КПД, величин, влияющих на его рост, с целью повышения термического КПД, а значит, и повышение эффективности машины. Дальнейший шаг-внесение изменений в конструкцию машин.

Основные теплотехнические единицы измерений в СИ.

Единица длины [м];

Массы [кг];

Времени [с];

Температуры [К, ° С];

Тепловой энергии работы [Дж];

Давления [Па];

Тепловой поток Мощность [Вт = Дж / с];

Плотность теплового потока [Вт/м2];

Количество вещества [кмоль];

Основные понятия и определения.

Рабочее тело-газ, жидкость и их смеси. Наиболее широко используемое рабочее тело-водяной пар. В процессе выполнения рабочим телом термодинамического цикла водяной пар изменяет физические свойства.

Источник теплоты-тело отдает или воспринимает от другого тепловую энергию.

Верхнее источник теплоты (теплоотдатчик)-отдает конструкции машины или другому телу теплоту.

Нижнее источник теплоты (теплоприемник)-воспринимает от конструкции машины или другого тела теплоту. Для тепловых машин таким источником, обычно, является окружающая среда.

Термодинамическая система-множество верхнего и нижнего источников теплоты, конструкции машины и рабочего тела или отдельно выбранный объект для термодинамических исследований.

Термодинамический процесс-изменение состояния или хотя бы одного из параметров рабочего тела. Различают изобарный (Р = const), изохорный (V = const), изотермический (T = const), Адиабатный (Q = const)-без теплообмена с окружающей средой, политропный (C = const) термодинамические процессы.

Термодинамический цикл-замкнутый термодинамический процесс. Все машины работают по циклам.

Параметры рабочего тела-величины, характеризующие состояние рабочего тела. Различают основные параметры рабочего тела, тепловые или колоритные параметры, вспомогательные параметры рабочего тела.