
- •Термодинамика и теплопередача. Учебное пособие
- •Раздел III. Теплопередача
- •Содержание
- •Раздел III
- •Тема 9. Основные положения. Теплопроводность тел при стационарном режиме
- •Тема 10. Теплообмен конвекцией. Конвективный теплообмен
- •Тема 11. Теплообмен излучением
- •Тема 12. Теплообменные аппараты
- •Тема 13. Методы тепловой защиты
- •Основные условные обозначения
- •Индексы
- •Предисловие
- •Раздел III теплопередача
- •Тема 9. Основные положения. Теплопроводность тел при стационарном режиме
- •9.1. Основные задачи теории теплообмена. Виды переноса тепла
- •9.2. Температурное поле. Градиент температуры
- •9.3. Тепловой поток. Плотность теплового потока. Закон Фурье
- •9.3.1. Тепловой поток
- •9.3.2. Закон Фурье
- •9.3.3. Коэффициент теплопроводности
- •9.4. Дифференциальное уравнение теплопроводности
- •9.5. Теплопроводность плоской однослойной стенки
- •9.6. Теплопроводность плоской многослойной стенки
- •9.7. Теплопроводность цилиндрической однослойной стенки
- •9.8. Теплопроводность цилиндрической многослойной стенки
- •9.9. Контактное тепловое сопротивление
- •9.10. Теплопроводность тел с внутренними источниками тепла
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Проверьте, как Вы усвоили материал
- •Тема 10. Теплообмен конвекцией. Конвективный теплообмен
- •10.1 Физические основы процесса
- •10.2.Дифференциальны уравнения конвективного теплообмена
- •10.3. Основы теории подобия процессов теплообмена
- •10.3.1 Основные понятия и определения теории подобия
- •10.3.2 Применение теории подобия к теплоотдаче
- •10.3.3 Критерии подобия процессов конвективного теплообмена.
- •10.3.4. Теоремы подобия
- •10.4. Моделирование физических явлений.
- •10.5. Определяющая температура
- •10.6. Конвективный теплообмен при вынужденном внешнем обтекании тел
- •10.6.1. Картина процесса.
- •10.6.2. Плотность теплового потока и уравнения подобия.
- •10.6.3 Особенности теплоотдачи при обтекании криволинейных поверхностей.
- •10.6.4. Теплоотдача с боковой поверхности вращающегося диска.
- •10.7. Конвективный теплообмен при вынужденном течении в каналах
- •10.7.1. Особенности теплоотдачи в каналах.
- •10.7.2. Плотность теплового потока; уравнения подобия.
- •10.8. Теплопередача
- •Проверьте, как Вы усвоили материал
- •Тема 11. Теплообмен излучением
- •11.1. Основные понятия
- •11.2. Закон Стефана-Больцмана
- •11.3. Закон Кирхгофа
- •11.4. Защитные экраны
- •11.5. Теплообмен в замкнутой полости
- •11.6. Излучение газов и паров
- •11.7. Излучение пламени
- •11.8. Расчёты при лучистом теплообмене
- •11.9. Лучисто-конвективный теплообмен
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Задача 11.4.
- •Решение
- •Решение
- •Проверьте, как Вы усвоили материал
- •Тема 12. Теплообменные аппараты
- •12.1. Основные типы теплообменных аппаратов
- •12.2. Анализ процесса в рекуперативном теплообменном аппарате
- •12.3. Эффективность теплообменника и способы её повышения
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Принципиальная схема лабораторной установки
- •Решение
- •Проверьте, как Вы усвоили материал
- •Тема 13. Методы тепловой защиты
- •13.1. Конвективное охлаждение
- •13.2. Пористое охлаждение
- •13.3. Заградительное (плёночное) охлаждение
- •13.4. Тугоплавкие теплозащитные покрытия
- •13.5. Уносимые теплозащитные покрытия
- •1 3.6. Применение методов тепловой защиты в охлаждении лопаток турбин гтд
- •Проверьте, как вы усвоили материал
- •Заключение
- •Список использованной литературы
- •Приложение
- •Извлечения из гост 8.417 – 2002
- •Единицы величин
- •Область применения
- •Нормативные ссылки
- •Определения
- •4. Общие положения
- •5. Единицы международной системы единиц (си)
- •Международная стандартная атмосфера (мса) гост 4401–81 (фрагмент)
- •Теплофизические величины
Проверьте, как вы усвоили материал
1. Назовите основные методы тепловой защиты летательных аппаратов, их силовых установок.
2. Какую цель преследует использование специальной тепловой защиты в авиационной и космической технике?
3. Опишите процесс конвективного охлаждения. Приведите примеры использования этого метода тепловой защиты.
4. Какие системы конвективного охлаждения применяются в авиационной технике?
5. Назовите обязательный элемент замкнутой системы охлаждения.
6. В чём состоит сущность системы пористого охлаждения? Назовите преимущества и недостатки данного способа охлаждения.
7. Каковы особенности процесса при заградительном (плёночном) охлаждении? Приведите примеры использования этого способа тепловой защиты элементов конструкции ГТД.
8. Каким образом решается тепловая защита применением тугоплавких теплозащитных покрытий?
9. Какие материалы используются в качестве тугоплавких теплозащитных покрытий?
10. Назовите материалы, применяющиеся в качестве уносимых теплозащитных покрытий.
11. В чем проявляется защитный эффект поверхностного слоя материала уносимого теплозащитного покрытия?
Заключение
Данное учебное пособие является завершающим разделом в учебном пособии по дисциплине «Термодинамика и теплопередача». В этих пособиях были рассмотрены основные фундаментальные и прикладные вопросы технической термодинамики, основ газовой динамики и теплопередачи. Читатели могли убедиться в роли методов термодинамики, основ газовой динамики и теплопередачи в решении многих задач авиационной техники. В настоящее время невозможно спроектировать двигатель, другие элементы летательного аппарата или проанализировать их работу, не зная основных закономерностей термодинамики, основ газовой динамики и теплопередачи и не владея методами этих наук.
Дальнейшее развитие технической термодинамики идёт в направлении обоснования более экономичных циклов тепловых двигателей с целью понижения расхода топлива, дальнейшей разработки методов расчёта и анализа термодинамических процессов, протекающих при высоких температурах, давлениях и скоростях газа. Большое значение имеет также изучение термодинамических свойств различных рабочих тел и разработка методов их определения.
Продолжается и интенсивное развитие науки о теплообмене. Она развивается в нескольких направлениях. Одно из важнейших – дальнейшее углубленное изучение процессов переноса тепла и доведение соответствующих теорий до такого состояния, при котором определение температуры тел, участвующих в теплообмене, проводилось с большой точностью в условиях реальных процессов, протекающих в элементах силовых установок и летательных аппаратов.
Другим важным направлением развития теплопередачи является изыскание способов интенсификации теплообмена с целью повышения эффективности теплообменных аппаратов. И, наконец, следует отметить исследования, направленные на совершенствование существующих и изыскание новых методов тепловой защиты элементов конструкций; роль этих исследований особенно важна для летательных аппаратов больших сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростей полёта.