Питання та завдання для самоперевірки

1. Проаналізуйте процес пароутворення на -діаграмі.

2. Вказати на закономірності зміни основних параметрів стану в процесах нагрівання, води, пароутворення і перегріву.

3. Користування

4. Дати визначення вологовмісту, абсолютної і відносної вологості повітря.

5. Користування Нd –діаграмою вологого повытря.

6. Задача.

Користуючись is –діаграмою водяної пари, знайти ступынь сухосты пари при тиску 500 кПа ы ентальпыъ 2300 кДж/кг.

3.Основи теплопередачі.

3.1 Основні поняття і визначення. Теплопровідність. Програмні питання

Предмет теорії теплообміну. Способи поширення теплоти: теплопровідністю, конвекцією і випромінюванням. Теплопередача.

Теплопровідність. Температурне поле. Зокон Фур’є. Коефіцієнт теплопровідності та його значення для різних технічних матеріалів.

Теплопровідність плоскої і циліндричної стінок.

Густина теплового потоку при теплопровідності.

Прочитайте

Л -1, ст. 144-146; Л -2, 79-86.

Теоретичні відомості

Теплопередачею називають науку, яка вивчає закономірності процесів теплообміну між тілами і поширення теплоти всередині одного тіла.

В теорії теплопередачі розглядаються два основних питання:

1. Визначення кількості теплоти, яка передається від одного тіла до іншого або переходить з однієї частини тіла в іншу за певних умов.

2. Визначення температури в різних ділянках тіла, яке бере участь у процесі теплообміну.

Необхідною і достатньою умовою теплообміну є різниця температур.

Будь який процес передачі тепла від одного тіла (більш нагрітого) до другого (менш нагрітого) називається теплообміном.

1) Теплообмін між тілами може відбуватися двома способами, які принципово відрізняються один від одного:

• дотиканням і

• випромінюванням (радіацією).

Дотиканням теплообмін спостерігається між рухомою рідиною і твердим тілом. Такий теплообмін дотиканням з передачею тепла від рухомої рідини чи газу до твердого тіла і, навпаки, від твердого тіла до рідини називають тепловіддачею.

Теплообмін випромінюванням характеризується тим, що тіла з різним нагрівом можуть бути на деякій відстані одне від одного, при цьому теплова енергія більш нагрітого тіла перетворюється в променисту енергію, яка випромінюється в навколишнє середовище.

2) Тепло всередині тіла також може поширюватись двома способами:

- конвекцією.

- теплопровідністю

Конвекцією називається поширення тепла всередині тіла, що відбувається переміщенням нагрітих і не нагрітих частин (шарів) тіла.

Теплопровідністю називається поширення тепла, коли молекули більш нагрітої частини тіла, що рухаються з більшою середньою швидкістю, внаслідок зіткнення з молекулами менш нагрітої частини тіла, віддають останнім частину своєї кінетичної енергії.

Температурне поле – це сукупність значень температури в усіх точках простору, що розглядається, у певний момент часу.

Процес передачі тепла теплопровідністю через плоску одношарову стінку (мал.. ) виражається законом Фур’є, рівняння якого має такий вигляд:

[Вт] (1.1)

де Q – тепловий потік, або потужність теплового потоку, Вт (показує секундну кількість тепла, що проходить через стінку);

λ – коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки [Вт/м•К];

t_ст1, t_ст2 – температури на поверхностях стінки з боку гріючого тіла і з боку тіла, що нагрівається;

δ – товщина стінки, м;

F – площа поверхні стінки, м².

З рівняння закону Фур’є (3.1) визначаємо коефіцієнт теплопровідності і його розмірність:

З цієї розмірності виходить, що коефіцієнт теплопровідності λ показує величину секундного теплового потоку Дж/с або потужність теплового потоку Вт, що проходить через стінку з площею поверхності 1 м² і товщиною 1 м при різниці температур t_ст1 – t_ст2 = 1 град.

Поділивши почленно рівняння (1) на F , дістанемо:

(1.1а)

Відношення , називають питомою густиною теплового потоку, або просто густиною теплового потоку, або потужністю теплового потоку.

Відношення називається тепловою провідністю, величину обернену , - термічним опором.

Підставивши ці величини в формули (3.1) і (3.1а), дістанемо:

(1.2)

(1.3)

Отже, густина теплового потоку, що передається теплопровідністю через одношарову плоску стінку, прямо пропорційна різниці температур і обернено пропорційна термічному опору стінки.

У теплотехніці поряд з теплообміном через плоскі стінки часто зустрічається також теплообмін через циліндричні одношарові стінки – через стінки труб.

Т епловий потік, що проходить через одношарову циліндричну стінку (мал.) визначається за такою формулою:

(1.4)

де l – довжина труби, м;

d₁ і d₂ – внутрішній і зовнішній діаметри труби, м;

t_ст1 і t_ст2 – температури на внутрішній і зовнішній поверхнях труби, ˚С.

Слід зазначити, що вираз у знаменнику – це опір R циліндричної стінки (труби).