
- •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
5. Единицы международной системы единиц (си)
5.1 Основные единицы СИ указаны в таблице 1.
Таблица 1 – Основные единицы СИ
Величина |
Единица |
|||
Наименование |
Размерность |
Наименование |
Обозначение |
Определение |
Длина |
L |
метр |
м |
Метр есть длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 s [XVII ГКМВ (1983г.), Резолюция 1] |
Масса |
M |
килограмм |
кг |
Килограмм есть единица массы, равная массе международного прототипа килограмма [I ГКМВ (1889 г.) и III ГКМВ (1901 г.)] |
Время |
T |
секунда |
с |
Секунда есть время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133[ХIII ГКМВ (1967 г.), Резолюция 1] |
Электрический ток(сила электрического тока) |
I |
ампер |
А |
Ампер
есть сила неизменяющегося тока, который
при прохождении по двум параллельным
прямолинейным проводникам бесконечной
длины и ничтожно малой площади кругового
поперечного сечения, расположенным
в вакууме на расстоянии 1 m
один от другого, вызвал бы на каждом
участке проводника длиной 1m
силу взаимодействия, равную
|
Термодинамическая температура |
Θ |
кельвин |
К |
Кельвин есть единица термодинамической температуры, равная 1/237,16 части термодинамической температуры тройной точки воды [XIII ГКМВ (1967 г.), Резолюция 4] |
Количество вещества |
N |
моль |
моль |
Моль есть количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 kg. При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц [XIV ГКМВ (1971г.), Резолюция 3] |
Сила света |
J |
кандела |
кд |
Кандела
есть сила света в заданном направлении
источника, испускающего монохроматическое
излучение частотой 540 |
Примечания
1
Кроме термодинамической температуры
(обозначение T),
допускается применять также температуру
Цельсия (обозначение t),
определяемую выражением t
= T
-
2 Интервал или разность термодинамических температур выражают в кельвинах. Интервал или разность температур Цельсия допускается выражать как в кельвинах, так и в градусах Цельсия.
3
Обозначение Международной практической
температуры в Международной температурной
шкале 1990 г., если ее необходимо отличить
от термодинамической температуры,
образуют путем давления к обозначению
термодинамической температуры индекса
«90» (например,
|
5.2 Производные единицы СИ
5.2.1 Производные единицы Си образуют по правилам образования когерентных производных единиц СИ.
5.2.2 Примеры производных единиц СИ, образованных с использованием основных единиц СИ, приведены в таблице 2.
Продолжение приложения П.1
Таблица 2 – Примеры производных единиц СИ, наименования и обозначения которых образованы с использованием наименований и обозначений основных единиц СИ
Величина |
Единица |
||
Наименование |
Размерность |
Наименование |
Обозначение |
Площадь |
|
квадратный метр |
|
Объем, вместимость |
|
кубический метр |
|
Скорость |
|
метр в секунду |
м/с |
Ускорение |
|
метр на секунду в квадрате |
м/ |
Плотность |
|
килограмм на кубический метр |
кг/ |
Удельный объем |
|
кубический метр на килограмм |
/кг |
5.2.3 Производные единицы СИ, имеющие специальные наименования и обозначения, указаны в таблице 3. Эти единицы также могут быть использованы для образования других производных единиц СИ (таблица 4).
5.2.4
Единицы СИ электрических и магнитных
величин образуют в соответствии с
рационализированной формой уравнений
электромагнитного поля. В эти уравнения
входит магнитная постоянная
вакуума, которой приписано точное
значение, равное 4π
Н/м
или 12,566370614…
Н/м
(точно).
В
соответствии с решениями XVII
Генеральной конференции по мерам и
весам – ГКМВ (1983г.) о новом определении
единицы длины – метра значение скорости
распространения плоских электромагнитных
волн в вакууме
принято равным 299 792 458 m/s
(точно).
В
эти уравнения входят также электрическая
постоянная
вакуума, значение которой принято равным
8,854 187 817…
F/m
(точно).
5.2.5
С целью повысить точность размеров
производных электрических единиц на
основе эффекта Джозефсона и квантового
эффекта Холла Международным комитетом
мер и весов (МКМВ) с 1 января 1990г. Введены
условные значения константы Джозефсона
= 4,835979
Hz/V
(точно) [МКМВ, Рекомендация 1, 1988г.] и
константы Клитцинга
= 25812,807 Ω (точно) [МКМВ, Рекомендация 2,
1988г.]
Примечание – Рекомендации 1 и 2 МКМВ не означают, что пересмотрены определения единицы электродвижущей силы – вольта и единицы электрического сопротивления – Ома Международной системы единиц.
Продолжение приложения П.1
Таблица 3 – Производные единицы СИ, имеющие специальные наименования и обозначения
Величина |
Единица |
|||
Наименование |
Размерность |
Наименование |
Обозначение |
Выражение через основные и производные единицы СИ |
Сила |
|
Ньютон |
H |
|
Давление |
|
Паскаль |
Па |
|
Энергия, работа, количество теплоты |
|
Джоуль |
Дж |
|
Мощность, тепловой поток |
|
Ватт |
Вт |
|
Температура Цельсия |
Θ |
Градус Цельсия |
|
|
Таблица 4 – Примеры производных единиц СИ, наименования и обозначения которых образованы с использованием специальных наименований и обозначений, указанных в таблице 3
Величина |
Единица |
||||
Наименование |
Размерность |
Наименование |
Обозначение |
Выражение через основные и производные единицы СИ |
|
Момент силы |
L2M |
Ньютон – метр |
Н |
|
|
Динамическая вязкость |
|
Паскаль – секунда |
|
|
|
Кинематическая вязкость |
|
Квадратный метр на секунду |
|
|
|
Удельная энергия, теплота фазового превращения, энтальпия |
|
Джоуль на килограмм |
Дж/кг |
|
|
Теплоемкость системы, энтропия системы |
|
Джоуль на кельвин |
Дж/К |
|
|
Удельная теплоемкость, удельная энтропия |
|
Джоуль на килограмм – кельвин |
Дж/( |
|
|
Поверхностная плотность потока, плотность теплового потока |
|
Ватт на квадратный метр |
Вт/ |
|
|
Теплопроводность |
|
Ватт на метр – кельвин |
Вт/(м |
|
|
Угловая скорость |
|
Радиан в секунду |
рад/с |
|
|
Угловое ускорение |
|
Радиан на секунду в квадрате |
рад/ |
|
|
Коэффициент теплопроводности |
|
Ватт на метр – кельвин |
Вт/(м ) |
|
|
Коэффициент теплоотдачи, теплопередачи |
|
Ватт на квадратный метр - кельвин |
Вт/(м2 ) |
|
|
Коэффициент излучения |
|
Ватт на квадратный метр - кельвин в четвертой степени |
Вт/(м2 )4 |
|
Продолжение приложения П.1
Таблица 7 – Внесистемные единицы, временно допустимые к применению
Наименование величины |
Единица |
Область применения |
|||
Наименование |
Обозначение |
Соотношение с единицей СИ |
|||
Длина |
морская миля |
миля |
1852m (точно) |
Морская навигация |
|
Масса |
карат |
кар |
2 |
Добыча и производство драгоценных камней и жемчуга |
|
Линейная плотность |
текс |
текс |
1 |
Текстильная промышленность |
|
Скорость |
узел |
уз |
0,514(4) m/s |
Морская навигация |
|
Ускорение |
гал |
Гал |
0,01 m/s2 |
Гравиметрия |
|
Частота вращения |
оборот в секунду оборот в минуту |
об/с об/мин |
1 s-1 1/60 s-1 = 0.016(6) s-1 |
Электротехника |
|
Давление |
бар |
бар |
1 105 Pa |
Физика |
Приложение П.2