- •1 Закон тд для закр. Неподвиж. Сис-мы.
- •1Ый з-н термодинамики для закрытой подвижной системы
- •I з-н тд для открытой системы(стационарного поточного процесса.
- •2Ой з-н термодинамики:
- •Круговые проц или Циклы :
- •Дросселирование газов
- •Необратимые термодинамические процессы
- •Обратимые и необрат процессы
- •ПОлитропные процессы ид.Газа
- •Термич.Поле. Градиент температуры.
- •Механизмы и законы переноса теплоты. Явление теплопроводности, теплоотдачи и излучения.
- •Тепловая хар-ка обратимых циклов.
- •Теплообмен излучением
- •Основные понятия ти
- •Законы теплообмена излучения.
- •1.Физ. Условия теплообмена конвекцией.
- •2,Факторы, определяющие интенсивность конвективного теплообмена.
- •Теплоптоводность ч/з многослойную цил-ую стенку.
- •Теплоптоводность ч/з цил-ую стенку.
- •Цикл Карно (цк). Теорема Карно.
- •2Ой случай
- •3Ий случай
- •Цикл Отто.
- •Цикл Дизеля.
- •Теплопередача через многослойную цилиндрическую стенку.
- •Критический диаметр тепловой изоляции трубопровода.
- •Факторы определяющие интенсивность конвективного теплообмена.
- •Числа подобия процессов конвективного теплообмена.
ПОлитропные процессы ид.Газа
Используя ур:опред. Теплоемкость газа в политропном процессе:получаем(1)
Дифференцируя pV=Rt определяем величину (2)
Исключая dT из (1) с помощью (2) получим:
Пусть:(3).С учетом (3)ду примет вид:
Полагая n=const, в ходе термодинамического процесса проинтегр это уравнение, в результате получим, уравнение политроп процесса:nlnV+lnp=ln(const);или(4), гдеn показатель политропы.Заменив значения P и V в(4) с помощью pV=RT получим:или;
или .
Удельная работа расширения:;
. Это соотношение можно представить:.
Располагая работу в,определяем;;.
Из (3)можно найти теплоемкость политропного процесса:(5),гдеи.Общее количество теплоты подведенное к газу равно.С помощью (5) найдем долю теплоты,расход на изменение внутр энергии работы тела:. Тогда доля теплоты идущ на совершение работы изменения обьема,равна:;
Изменение энтропии:;интегрирование этого уравнения дает:
Термич.Поле. Градиент температуры.
Теория теплообмена- учение о самопр.необратимых процессах распр-я теплоты в пространстве. Для кол-й оценки теплоты, передаваемой в ед.времени ч/з произв.поверхность вводят понятие теплового потока Q [Дж/с=Вт].Тепловой поток, отнес-й к площади пов-ти наз-ся плотностью теплового потока или уд.теплов.потоком q [Дж/(с·м2)=Вт/м2].
Под температурным полем понимают совокупность мгновенных значений температур во всех точках изучаемого пространства. Температура различных точек тела t определяется координатами х, у, z и временем т. Поэтому в общем случае t(rв,τ)=t(x,y,z, τ),где rв – радиус-вектор точки, x,y,z – координаты, τ – время. Поле, изменяющееся во времени наз-ся нестационарным или неустановившимся, в противном случае стационарным или установившимся, т.е. t(rв)=t(x,y,z).В скалярном поле можно выделить поверхность в 3-х мерном случае и изолинии в двумерном случае, как пов-ти или линии с одинаковыми знач-ми т-ры (изотермич.пов-ти или изотермы).По расположению этих изолиний оценивают интенсивность изменения т-ры в различ.направлениях. Наиболее быстрое изменение скал.поля хар-ся градиентом:
где - оператор Набла.
Механизмы и законы переноса теплоты. Явление теплопроводности, теплоотдачи и излучения.
Различают 3 механизма (процесса) переноса теплоты: 1) теплопроводность (кондукция) – перенос распр-я энергии только вследствие взаимодействия структурн.частиц в-ва (молекул, ионов, атомов, своб.эл-нов).В чистом виде теплопр-ть имеет место в тв.телах, в неподвиж. слоях жидкости или газа.
2) Конвекция – прц.переноса теплоты вследствие перемещения относ-но больших масс в-ва в неоднородном поле тем-р. Этот процесс имеет место в движ.квазисплошных средах (жидкостях, газах, сыпучих средах, в плазме)
3) Излучение (радиация) – пр.переноса энергии, выделившейся вследствие тепл.движения в в-ве в виде э/м волн ч/з полносью или частично прозрачную для них среду.
Сложным теплообменом наз-ся пр-сы переноса теплоты одновр.неск. способами. Теплопередачей наз-ся пр-с теплообмена м/у средами, разделенными отчетливой границей (н-р, тв.тела - текучая среда, пов-ть раздела газ – жидкость или 2-х несмешивающихся жидкостей).
Теплопередача – процесс теплообмена м/у средами,разделенными некот.перегородкой. При расчете теплопроводности в среде пользуются з-ном Фурье:λ – коэф-т теплопроводности среды, Вт/(м·гр). Для расчета теплопроводности применяют ф-лу или з-н Ньютона-Рихмана:Вт илиВт/м2 (1.2), где α – коэф-т теплоотдачи [Вт/(м·К]; tf, tw – Темп-ра теплоносителя и поверхности.
При α=const, tf =const, tw = const: .
Теплопередачу часто рассчитывают по формуле: , гдеk [Вт/(м2·К)] – коэф-т теплопередачи; - температуры.