
- •Введение
- •1. Виды теплообмена
- •Контрольные вопросы
- •2. Основные положения теплопроводности
- •2.1. Температурное поле
- •2.2 Градиент температур
- •2.3. Тепловой поток
- •2.4. Коэффициент теплопроводности
- •2.5. Дифференциальное уравнение теплопроводности
- •2.6. Краевые условия
- •Контрольные вопросы
- •3 Теплопроводность при стационарном режиме
- •3.1. Теплопроводность через однослойную плоскую стенку
- •3.2. Теплопроводность через многослойную плоскую стенку
- •3.3. Теплопроводность через однослойную цилиндрическую стенку
- •3.4. Теплопроводность через многослойную цилиндрическую стенку
- •3.5. Упрощённый расчёт теплопроводности через цилиндрическую стенку
- •Числовые данные к заданию 1
- •Контрольные вопросы
- •4. Основы конвективного теплообмена
- •4.1. Основы теории конвективного теплообмена
- •4.2. Дифференциальные уравнения теплоотдачи
- •4.3. Краевые условия.
- •4.4. Основы теории подобия
- •4.5. Подобие процессов конвективного теплообмена
- •4.6. Условия подобия конвективного теплообмена при вынужденном движении теплоносителя
- •4.7.Условия подобия процессов теплообмена при естественной конвекции
- •4.8. Условия подобия процессов конвективного теплообмена при совместном свободно-вынужденном движении теплоносителя.
- •Контрольные вопросы
- •5. Конвективный теплообмен в вынужденном и свободном потоке жидкости.
- •5.1. Теплоотдача при вынужденном движении жидкости вдоль плоской поверхности (пластины)
- •5.2. Теплоотдача при вынужденном ламинарном течении жидкости в трубах
- •Значение при ламинарном режиме
- •5.3. Теплоотдача при турбулентном движении жидкости в трубах
- •5.4 Теплоотдача при поперечном омывании одиночной трубы
- •5.5. Теплоотдача при поперечном омывании пучков труб
- •5.6. Теплоотдача при свободном движении жидкости
- •Числовые данные к заданию 2
- •Порядок расчёта
- •Числовые данные к заданию 3
- •Порядок расчета.
- •Порядок расчёта
- •Числовые данные к заданию 4
- •Порядок расчёта
- •Контрольные вопросы
- •6. Теплообмен при изменении агрегатного состояния вещества
- •6.1. Теплоотдача при кипении жидкости.
- •6.2. Теплоотдача при конденсации пара.
- •Числовые данные к заданию 5
- •Порядок расчёта
- •Контрольные вопросы
- •7. Теплопередача
- •7.1. Теплопередача через плоскую однослойную и многослойную стенки
- •7.2. Теплопередача теплоты через цилиндрическую однослойную и многослойную стенки
- •Числовые данные к заданию 6
- •Порядок расчёта
- •Числовые данные к заданию 7
- •Пример решения задания 7.
- •Порядок расчёта
- •Контрольные вопросы
- •8 Теплообмен излучением
- •8.1 Основные понятия
- •8.2. Виды лучистых потоков
- •8.3. Законы теплового излучения
- •8.4. Лучистый теплообмен между телами, разделёнными прозрачной средой
- •8.5. Экраны для защиты от излучения
- •8.6. Особенности излучения газов
- •8.7. Сложный теплообмен
- •Числовые данные к заданию 8
- •Пример решения задания 8.
- •Порядок расчёта
- •Числовые данные к заданию 9
- •Порядок расчёта
- •Контрольные вопросы
- •9. Теплообменные аппараты
- •9.1. Общие положения
- •9.2. Расчёт рекуперативных теплообменных аппаратов
- •Числовые данные к заданию 10
- •Порядок расчёта
- •I. Прямоток
- •II. Противоток
- •Контрольные вопросы
- •10. Теплопроводность при нестационарном режиме
- •10.1 Общие положения
- •10.2. Расчёт нестационарной теплопроводности неограниченной плоской пластины
- •10.3. Метод конечных разностей
- •10.4. Метод регулярного режима
- •Контрольные вопросы
- •11. Массообмен
- •11.1. Основные понятия
- •11.2. Закон Фика
- •11.3. Основные закономерности тепло- и массопереноса
- •Контрольные вопросы
- •Экзаменационные вопросы
- •Словарь основных понятий
- •Список рекомендуемой литературы
- •Физические свойства воды на линии насыщения
- •П риложение 2
- •Термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (аргумент - давление)
- •Тепломассообмен
- •308012, Г. Белгород, ул. Костюкова, 46
Термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (аргумент - давление)
р, МПа |
t, ºС |
υ´, м3/кг |
υ´´, м3/кг |
i´, кДж/кг |
i´´, кДж/кг |
r, кДж/кг |
s´, кДж/(кг·К) |
s´´, кДж/(кг·К) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0,003 0,004 0,005 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,40 0,60 0,80 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 |
24,1 28,98 32,90 99,63 104,81 109,32 113,32 116,93 120,23 143,62 158,84 170,42 179,88 187,96 195,04 201,37 207,10 212,37 217,24 |
0,00100 0,00100 0,00101 0,00104 0,00105 0,00105 0,00105 0,00106 0,00106 0,00108 0,00110 0,00112 0,00113 0,00114 0,00115 0,00116 0,00117 0,00118 0,00119 |
45,668 34,803 28,196 1,6946 1,4289 1,2370 1,0917 0,9778 0,8859 0,4624 0,3156 0,2403 0,1943 0,1632 0,1407 0,1237 0,1103 0,0995 0,0906 |
101,00 121,41 137,77 417,51 439,36 458,42 475,38 490,7 504,7 604,7 670,4 720,9 762,6 798,4 830,1 858,6 884,6 908,6 930,9 |
2545,2 2554,1 2561,2 2675,7 2683,8 2690,8 2696,8 2702,1 2706,9 2738,5 2756,4 2768,4 2777,0 2783,4 2788,4 2792,2 2795,1 2797,4 2799,1 |
2444,2 2432,7 2423,4 2258,2 2244,4 2232,4 2221,4 2211,4 2202,2 2133,8 2086,0 2047,5 2014,4 1985,0 1958,3 1933,6 1910,5 1888,8 1868,2 |
0,3543 0,4224 0,4762 1,3027 1,3609 1,4109 1,4550 1,4944 1,5301 1,7764 1,9308 2,0457 2,1382 2,2160 2,2836 2,3436 2,3978 2,4462 2,4923 |
8,5776 8,4747 8,3952 7,3608 7,2996
7 7,2032 7,1638 7,1286 6,8966 6,7598 6,6618 6,5847 6,5210 6,4665 6,4187 6,3759 6,3373 6,3018 |
СОДЕРЖАНИЕ |
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
3 |
1. ВИДЫ ТЕПЛООБМЕНА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
3 |
2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ . . . . . . |
5 |
2.1 Температурное поле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
5 |
2.2 Градиент температуры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
5 |
2.3 Тепловой поток. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
6 |
2.4 Коэффициент теплопроводности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
7 |
2.5 Дифференциальное уравнение теплопроводности. . . . . . . . . . . . . . |
8 |
2.6 Краевые условия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
11 |
3. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПРИ СТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ |
14 |
3.1 Теплопроводность через однослойную плоскую стенку. . . . . . . . . |
14 |
3.2 Теплопроводность через многослойную плоскую стенку. . . . . . . . |
15 |
3.3 Теплопроводность через однослойную цилиндрическую стенку. |
19 |
3.4 Теплопроводность через многослойную цилиндрическую стенку |
21 |
3.5 Упрощенный расчет теплопроводности через цилиндрическую стенку. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
23 |
4. ОСНОВЫ КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА . . . . . . . . . . . |
28 |
4.1 Основы теории конвективного теплообмена. . . . . . . . . . . . . . . . . . |
28 |
4.2 Дифференциальные уравнения теплоотдачи. . . . . . . . . . . . . . . . . . |
33 |
4.3 Краевые условия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
35 |
4.4 Основы теории подобия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
37 |
4.5 Подобие процессов конвективного теплообмена. . . . . . . . . . . . . . . |
41 |
4.6 Условия подобия конвективного теплообмена при вынужденном движении теплоносителя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
42 |
4.7 Условия подобия процессов теплообмена при свободной конвенции. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
44 |
4.8 Условия подобия процессов конвективного теплообмена при совместном свободно-вынужденном движении теплоносителя . . . . . |
45 |
5. КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН В ВЫНУЖДЕННОМ И СВОБОДНОМ ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
49 |
5.1 Теплоотдача при вынужденном движении жидкости вдоль плоской поверхности (пластины) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
49 |
5.2 Теплоотдача при вынужденном ламинарном течении жидкости в трубах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
53 |
5.3 Теплоотдача при турбулентном движении жидкости в трубах. . . |
56 |
5.4 Теплоотдача при поперечном омывании одиночной трубы. . . . . . |
58 |
5.5 Теплоотдача при поперечном омывании пучков труб. . . . . . . . . . |
61 |
5.6 Теплоотдача при свободном движении жидкости |
66 |
6. ТЕПЛООБМЕН ПРИ ИЗМЕНЕНИИ АГРЕГАТНОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
77 |
6.1 Теплоотдача при кипении жидкости. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
77 |
6.2 Теплоотдача при конденсации пара. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
80 |
7. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
89 |
7.1 Теплопередача через плоскую однослойную и многослойную стенки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
89 |
7.2 Теплопередача через цилиндрическую однослойную и многослойную стенки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
93 |
8. ТЕПЛООБМЕН ИЗЛУЧЕНИЕМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
106 |
8.1 Основные понятия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
106 |
8.2 Виды лучистых потоков. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
107 |
8.3 Законы теплового излучения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
110 |
8.4 Лучистый теплообмен между телами, разделенными прозрачной средой. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
117 |
8.5 Экраны для защиты от излучения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
122 |
8.6 Особенности излучения газов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
123 |
8.7 Сложный теплообмен. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
125 |
9. ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
135 |
9.1 Общие положения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
135 |
9.2 Расчет рекуперативных теплообменных аппаратов. . . . . . . . . . . . |
136 |
10. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПРИ НЕСТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
147 |
10.1 Общие положения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
147 |
10.2 Расчет нестационарной теплопроводности неограниченной плоской пластины. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
148 |
10.3 Метод конечных разностей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
151 |
10.4 Метод регулярного режима. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
152 |
11. МАССООБМЕН . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
157 |
11.1 Общие положения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
157 |
11.2 Закон Фика. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
158 |
11.3 Основные закономерности тепло – и массопереноса. . . . . . . . . . |
160 |
Экзаменационные вопросы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
163 |
Словарь основных понятий. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
166 |
Список рекомендуемой литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
171 |
Приложения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
172 |
Учебное издание