Министерство образования Российской Федерации

Ухтинский государственный технический университет

Кафедра Теплотехники теплогазоснабжения и вентиляции

ТЕПЛОМАССОБМЕН

Программа дисциплины, методические указания и задания

для выполнения контрольной работы

для студентов заочного факультета специальности 270109

«Теплогазоснабжение и вентиляция»

Ухта

2009

ББК31.31

УДК621.1.016.4

Т38

Попова Н.В., Волков В.Н. Тепломассообмен [Текст]: Методические указания/ Н.В. Попова, В.Н. Волков.- Ухта:2009.-27с.:ил.

Методические указания предназначены для студентов специальности 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция» заочного факультета Ухтинского государственного технического университета. Они включают программу дисциплины "Тепломассообмен". Программа дисциплины содержит требования государственного образовательного стандарта (ГОС), перечень всех тем и список рекомендуемой литературы по данной дисциплине. Методические указания к выполнению контрольной работы содержат основные теоретические положения, задачи и варианты заданий, а также требования к оформлению работы.

Содержание методических указаний соответствует рабочей учебной программе.

Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой ТиТГВ протокол №1 от 3 сентября 2009г.

Рецензент доцент к.т.н. кафедры ТиТГВ Кузнецова С.А.

Редактор ст. преподаватель кафедры ТиТГВ Балаева Н.А.

План 2009г., позиция 187.

Подписано в печать **.**.09г. Компьютерный набор.

Объем 27с. Тираж 50 экз. Заказ № **.

 Ухтинский государственный технический университет, 2007г.

169300г. Ухта. Первомайская, 13

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины

"Тепломасообмен"

При составлении рабочей программы были учтены требования ГОС по общим естественнонаучным дисциплинам — ЕН, общепрофессиональным дисциплинам – ОПД и по специальным дисциплинам — СД.

Студенты заочного факультета специальности 270109 изучают курс ТМО в один семестр.

Тема 1.Введение

Предмет тепломассообме­на. Краткий исторический очерк развития учения о тепло- и массообмене. Современное состоя­ние проблемы. Роль явлений те­пломассообмена в теплоэнерге­тике, повышение эффективности тепловых энергетических и мате­риальных ресурсов. Роль русских и советских ученых в разработке теории тепломассообмена.

Тема 2. Перенос тепловой энергии

2.1. Основной закон теории теплопроводности — постулат Фурье. Коэффициент теплопроводности. Коэффициент температуропроводности. Критерии Фурье и Био.

2.2. Дифференциальные уравнения теплопроводности. Частные случаи записи дифференциального уравнения теплопроводности.

2.3. Условия однозначности для решения дифференциального уравнения теплопроводности. Методы решения дифференциального уравнения теплопроводности.

Тема 3. Стационарная теплопровод­ность

3.1. Аналитические решения дифференциального уравнения теплопроводности при граничных условиях I рода. Режимы нагрева (охлаждения) твердых тел.

3.2. Графическое представление аналитического решения дифференциального уравнения теплопроводности при граничных условиях I рода.

3.3. Численные методы исследования стационарного теплообмена.

3.4. Стационарная теплопроводность. Передача теплоты через плоскую однослойную стенку при граничных условиях I рода.

3.5. Стационарная теплопроводность. Передача теплоты через цилиндрическую однослойную и многослойную стенку при граничных условиях I,II, III рода.

3.6. Стационарная теплопроводность. Передача теплоты через плоскую и стенку при граничных условиях III рода.

3.7. Теплопередача через цилиндрическую стенку.

3.8. Теплопередача через шаровую стенку.

3.9. Критический диаметр цилиндрической и шаровой стенок.

3.10.Двумерные задачи тео­рии теплопроводности. Тепло­проводность плоской полуогра­ниченной однородной пластины

Тема 4. НеСтационарная теплопровод­ность

4.1. Аналитические решения дифференциального уравнения теплопроводности при граничных условиях II и III рода. Режимы нагрева (охлаждения) твердых тел.

4.2. Графическое представление аналитического решения дифференциального уравнения теплопроводности при граничных условиях III рода.

4.3. Численные методы исследования нестационарного теплообмена.

4.4. Зависимость процесса охлаж­дения от формы и размеров тела. Регулярный тепловой режим.

Тема 5. Конвективный теплообмен

5.1. Основные понятия и определения. Дифференциальное уравнение энергии движущейся среды. Уравнения движения среды (уравнения Навье – Стокса) и уравнение неразрывности. Условия однозначности при решении дифференциальных уравнений конвективного теплообмена.Гидродинамический и тепловой пограничный слой. Вывод урав­нения ламинарного пограничного слоя.

5.2. Основы теории подобия. Закон конвективной теплоотдачи — закон Ньютона – Рихмана. Правила и требования теории подобия. Дифференциальные уравнения конвективной теплоотдачи. Вывод критериев Нуссельта и относительной безразмерной температуры приведением дифференциального уравнения конвективной теплоотдачи к безразмерному виду.

5.3. Вывод критериев гомохронности, Фруда, Галилея, Архимеда, Грасгофа, Эйлера, Рейнольдса и Пекле. Критерий Прандтля.

5.4. Уравнения подобия. Моделирование процессов конвективного теплообмена. Получение эмпирических формул. Определяющие размер и температура.

5.5. Применение эмпирических формул для расчета конвективной теплоотдачи. Теплоотдача при свободной конвекции около вертикальной и горизонтальной поверхности, около горизонтальной трубы, в ограниченном пространстве.

5.6. Теплоотдача при продольном омывании плоской пластины, при вынужденной движении в трубах и каналах, при поперечном омывании труб и трубных пучков. Основы представления. Теплоот­дача в ламинарном, турбулент­ном пограничном слоях (верти­кальная пластина). Свободная конвекция под горизонтальной плоскостью. Особенности гори­зонтального движения в замкну­том пространстве. Теплоотдача в свободном струйном движении.