- •Кафедра технической эксплуатации воздушных судов и двигателей
- •Техническая термодинамика и теплопередача
- •Общие методические указания
- •Программа теоретического курса
- •Тема 1.1. Основные понятия технической термодинамики.
- •Тема 1.2. Законы и уравнения идеальных газов.
- •Тема 1.3. Газовые смеси.
- •Тема 1.4. Теплоемкость газов и их смесей.
- •Тема 1.5. Термодинамические процессы.
- •Тема 1.6. Термодинамика газового потока.
- •Тема 1.7. Термодинамические циклы.
- •Раздел 2. Теплопередача.
- •Тема 2.1. Теплопроводность при стационарном режиме.
- •Тема 2.2. Конвективный теплообмен.
- •Тема 2.3. Лучистый теплообмен.
- •Тема 2.4. Сложный теплообмен.
- •Тема 2.5. Нестационарная теплопроводность.
- •Тема 2.6. Теплообменные аппараты.
- •Раздел 3. Основы теории горения.
- •Тема 3.1. Основы термохимии.
- •Требования к выполнению контрольной работы
- •Истинная мольная теплоемкоасть различных газов
- •Средняя мольная теплоемкоасть различных газов
- •Методические указания по выполнению курсовой работы
- •Требования к выполнению курсовой работы
- •1. Цель и задачи курсовой работы.
- •2. Задание, объем и защита курсовой работы.
- •3. Методика выполнения курсовой работы.
- •3.1.Указания по определению варианта задания.
- •3.2. Порядок выполнения первой части курсовой работы
- •3.3. Порядок выполнения второй части курсовой работы
- •Значения эквивалентного диаметра и коэффициентаА для различных сечений канала
- •Физические параметры сухого воздуха при давлении 760 мм рт.Ст.
- •Минский государственный высший авиационный колледж
- •Задание
- •Минский государственный высший авиационный колледж курсовая работа
Тема 2.4. Сложный теплообмен.
Передача тепла через однослойную и многослойную плоскую стенку. Передача тепла через однослойную и многослойную цилиндрическую стенку. Теплопередача в охлаждаемых турбинных лопатках.
Теплопередача – это процесс переноса теплоты от одной подвижной среды (горячей) к другой (холодной) через разделяющую их твердую стенку. Весь процесс можно условно разделить на три этапа: конвективный теплообмен между горячим теплоносителем и стенкой, теплопроводность через стенку и конвективный теплообмен между стенкой и холодным теплоносителем. Каждый из этих процессов имеет вполне определенное термическое сопротивление. От его суммарной величины будет зависеть количество передаваемого тепла. При изучении темы необходимо получить уравнение теплопередачи. Сформулировать физический смысл коэффициента теплопередачи. Получить зависимости для определения коэффициентов теплопередачи и суммарного термического сопротивления стенок: плоской однослойной и многослойной, цилиндрической однослойной и многослойной. Выяснить изменение суммарного термического сопротивления и тепловых потерь через цилиндрическую стенку при увеличении ее толщины. Показать, как можно использовать понятие критического диаметра при выборе материала изоляции. Выделить основные факторы, определяющие величину коэффициента теплопередачи. Наметить пути интенсификации данного процесса. Привести примеры использования процессатеплопередачи в системах авиационной техники, транспортных машин.
Вопросы для самоконтроля:
Что называется процессом теплопередачи?
Показать характер изменения температуры между горячим и холоднымтеплоносителями в процессе теплопередачи через плоскую ицилиндрическую стенку.
Вывести уравнения для определения тепловых потоков, передаваемыхчерез плоскую однослойную и многослойную стенки.
Что называется коэффициентом теплопередачи?
Что такое общее термическое сопротивление и из каких величин оноскладывается?
Как определить температуру поверхности стенки?
Может ли коэффициент теплопередачи плоской стенки быть большекоэффициентов теплоотдачи со стороны горячего и холодноготеплоносителей?
Получите уравнения для определения тепловых потоковцилиндрической однослойной и многослойной стенок.
Что называется критическим диаметром цилиндрической стенки и какон определяется?
При каких условиях с увеличением толщины изоляции тепловыепотери будут уменьшаться?
Как влияет толщина стенки и коэффициент теплопроводностиматериала стенки на процесс теплопередачи?
Как влияет скорость движения, коэффициент теплопроводности ивязкость жидкости на коэффициент теплопередачи?
Тема 2.5. Нестационарная теплопроводность.
Описание процесса. Дифференциальное уравнение теплопроводности.
Нужно понять физический смысл дифференциального уравнения теплопроводности, как варианта выражения первого закона термодинамики, из решения которого при соответствующих начальных и граничных условиях может быть получено температурное поле рассматриваемого объекта. Уясните различие между разными граничными условиями : I рода - задание значения температур на поверхности тела; II рода - задание на границе плотности теплового потока (температурного градиента); III рода -установление линейной зависимости теплового потока от температурного напора на границе в виде закона Ньютона-Рихманаq=(tп–tср). Здесь нужно понять, что коэффициент теплоотдачи моделирует влияние на границу тела окружающей среды и зависит от ее физических свойств и условий движения.
Разберитесь с методикой решения дифференциального уравнения теплопроводности для отыскания стационарных температурных полей в простейших ситуациях плоского и цилиндрического слоев.
Обратите внимание на особенность теплоизоляции цилиндрических тел. Здесь в отличие от плоских поверхностей существует ограничение на выбор материала теплозащитного покрытия, вызванное существованием критического диаметра, при котором тепловые потери достигают максимума.
Расчет нестационарных температурных полей путем решения уравнения теплопроводности связан со значительными трудностями математического характера. Для приобретения навыков приближенной инженерной оценки процессов нагрева или охлаждения тел с маленьким термическим сопротивлением изучите метод регулярного теплового режима.
Вопросы для самоконтроля:
Дать определение нестационарного температурного поля.
Дифференциальное уравнение теплопроводности и граничные условия для нестационарного режима.
Уравнение температурного полядля нестационарного режима.
Из каких чисел подобия составляется уравнение температурного поля?