Глоссарий

(краткий словарь основных терминов и положений)

Абсолютно белое тело – тело, отражающее всю падающую на него лучистую энергию.

Абсолютно прозрачное тело – тело, пропускающее всю падающую на него лучистую энергию.

Абсолютно черное тело – тело, поглощающее всю падающую на него лучистую энергию.

Бернулли уравнение выражает составляющие механической энергии в потоке жидкости или газа и связь между ними на основе закона сохранения энергии.

Вязкость газов и жидкостей – силы внутреннего трения между частицами или микрообъемами этих сред, проявляющиеся при их движении. На преодоление этих сил затрачивается определенное количество энергии.

Градиент температуры – изменение температуры на единицу расстояния по нормали к поверхности тела.

Градиент влажности – изменение влажности материала на единицу расстояния от поверхности тела.

Граничные условия процесса нагрева тел: 1-го рода – задаются законом изменения температуры поверхности тела во времени; 2-го рода – задаются законом изменения теплового потока через поверхность тела во времени; 3-го рода – задаются температурой внешней по отношению к телу среды и законом теплопередачи на поверхности тела.

Диффузия молекулярная – массоперенос в результате беспорядочного теплового движения молекул в газах и жидкостях.

Диффузия мольная (турбулентная) – массоперенос в результате беспорядочного перемещения микрообъемов газов или жидкостей.

Длина пламени – расстояние от устья сопла горелки до точки, где заканчивается процесс диффузионного насыщения кислородом зоны протекания химических реакций горения.

Жидкое стекло – водный раствор силиката натрия Na₂SiO₃. Применяется в качестве связующего материала при изготовлении литейных форм и стержней (ГОСТ 8264-56). Важнейшей характеристикой является модуль - отношение числа грамм – молекул SiO₂ и Na₂O, где 1,032 – отношение молекулярных масс Na₂O и SiO₂. Затвердевание жидкого стекла протекает при последовательном переходе водного коллоидного раствора сначала в золь, а затем – в твердый кремнегель.

Законы :

- Вина, выражающий зависимость длины волны, на которую приходится максимум излучения, от температуры;

- Кирхгофа, согласно которому для всех тел при данной температуре отношение излучательной способности к поглощательной равна излучательной способности абсолютно черного тела;

- Ламберта определяет значение теплового потока с гладкой поверхности в зависимости от угла луча к нормам;

- Ньютона, характеризует тепловой поток при конвективном теплопереносе как величину, пропорциональную разности температур и коэффициенту теплоотдачи на поверхности тела.

- Планка, основной закон в теории теплового излучения, устанавливающий связь интенсивности излучения при данной длине волны и абсолютной температуры тела;

- Фурье 1-й закон выражает тепловой поток через слой вещества при стационарном тепловом состоянии прямо пропорциональным градиенту температур и коэффициенту теплопроводности вещества слоя.

- Фурье 2-й закон позволяет рассчитать скорость изменения температуры в данной точке тела по коэффициенту температуропроводности вещества и сумме вторых частных производных температуры по координатам х, у, z.

- квадратов расстояний (Кеплера) определяет плотность теплового потока от точечного источника, изменяющейся обратно пропорционально квадрату расстояния от него.

Инфракрасное излучение – электромагнитные колебания в пределах длин волн от 750 нм до нескольких мм. Переносит наибольшее количество тепловой энергии.

Камерная печь – печь для периодического нагрева заготовок перед обработкой их давлением или изделий. Например, отливок с целью их термической обработки. В процессе нагрева заготовки и изделия неподвижны, их нагревание осуществляется или за счет сжигания топлива, им – с применением электроэнергии.

Конвекция – способ передачи теплоты от одного тела к другому при их непосредственном соприкосновении и перемешивании, по крайней мере, одного из них.

Критерии подобия – безразмерные комплексы физических величин, характеризующие при физическом моделировании подобие объекта его модели.

Коэффициент излучения абсолютно черного тела ₀ = 5,67 10^-8 Вт / (м² К⁴), или С₀ = 5,67 Вт / (м²К⁴).

Ламинарное течение – параллельно-струйное или слоистое течение газов или жидкостей.

Лучеиспускание (излучение, радиация) – способ передачи теплоты путем распространения электромагнитных волн.

Методическая печь для нагрева металлических заготовок перед последующей их прокаткой или другими операциями обработки давлением. Отличается от камерной печи непрерывным режимом действия, при котором высокотемпературные фазы – продукты сгорания топлива и нагреваемые заготовки движутся во встречных направлениях.

Моделирование математическое – способ исследования объектов (технологических процессов вещества) путем замены их математическими моделями с теми же причинно-следственными связями между входами и выходами.

Нагрев металла – повышение температуры металлических тел в строго определенных пределах согласно технологическим процессам их высокотемпературной обработки. Осуществляется в камерных или методических печах теплотой сжигаемого топлива или за счет электроэнергии.

Начальные условия процесса нагрева – задание температур в отдельных точках тела перед началом нагрева.

Огнеупорные материалы – материалы, способные противостоять высоким температурам и физико-химическим воздействиям. Применяются для сооружения плавильных, нагревательных и термических печей.

Потери напора – потери механической энергии потока жидкости или газа на преодоление различных сопротивлений.

Правило Лукашевича и Грум-Гржимайло: правило организации равномерного распределения потока горячих газов по ряду параллельных вертикальных каналов. Согласно этому правилу равномерное распределение достигается при направлении горячих газов сверху вниз.

Рейнольдса критерий Re – показатель перехода ламинарного течения в турбулентное и обратно. Критическое значение этого критерия Re_кр = 2320. При Re < 2320 течение ламинарное, при Re > 2320 - турбулентное.

Рекуператоры - устройства периодического действия для регенерации теплоты отходящих газов путем подогрева воздуха, подаваемого к непрерывно действующим устройствам.

Световое излучение – электромагнитное излучение в пределах длин волн 400...750 нм.

Степень черноты тела – коэффициент ε, характеризующий степень приближения его свойств излучать и поглощать лучистую энергию к свойствам абсолютно чёрного тела. Для конденсированных (твёрдых и жидких тел) ε равна поглощательной способности тела (величине А в выражении закона Кирхгофа). Абсолютно черное тело характеризуется соотношением ε = А = 1. У реальных тел ε < 1.

Степень черноты газов в силу прерывистого спектра их излучения определяется парциальным излучением поглощающего (и, следовательно, излучающего газа или пара – СО, СО₂, Н₂О и др.), температурой и эффективной длиной луча в газовой среде. При этом инертные и двухатомные газы с симметричным строением молекул (О₂, N₂ и др.) абсолютно лучепрозрачны: Е = А = 0.

Сушка материалов и изделий – процесс удаления влаги, осуществляемый в сушилах – агрегатах, отапливаемых топливом или подогреваемых электроэнергией.

Температура горения топлива – может быть определена расчётом (калориметрическая температура – при условии, когда вся теплота, выделяемая при горении топлива, расходуется на нагрев продуктов сгорания, либо теоретическая температура горения, рассчитываемая из теплового баланса, или практическая, путем измерения и введения эмпирического коэффициента в расчётные уравнения.

Тепловой баланс – сопоставление прихода и расхода теплоты в той или иной промышленной печи, с помощью которого рассчитывают удельный расход химической (топливо) или электрической энергии на единицу нагреваемого материала или изделий.

Теплоизоляционные материалы – материалы, обладающие малым коэффициентом теплопроводности за счёт увеличенной пористости и, следовательно, снижения плотности. Применяются при сооружении промышленных печей с целью сокращения тепловых потерь в окружающую среду.

Теплопроводность – внутренний способ передачи теплоты, осуществляемый в твердых телах – диэлектриках распространением упругих колебаний узлов кристаллических решеток вещества; в металлах – диффузией свободных электронов; в газах и жидкостях – диффузией молекул.

Теплотворная способность топлива – количество теплоты, выделяемой при полном сгорании массовой (1 кг) или объемной (1 м³) единицы топлива. При этом различают высшую (полную) и низшую теплотворные способности. Низшая равна высшей за вычетом затраты теплоты на нагрев и испарение влаги, содержащейся в топливе, а также влаги, образующейся при сгорании водорода топлива.

Теплотехника – научно-техническая отрасль, изучающая методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты.

Технология нагрева металла – совокупность выработанных теорией и проверенных на практике приемов, обеспечивающих высокую производительность печей, стойкость их огнеупорной кладки, низкий удельный (на единицу материала или изделий) расход топлива или электроэнергии, а также – надлежащее качество нагрева металла без его излишнего окисления, перегрева и недопущения пережога.

Турбулентное течение – вихревое течение жидкости или газа, характеризующееся интенсивным перемешиванием вещества в потоке.

Ультрафиолетовое излучение – электромагнитное излучение в пределах длин волн 1…400 нм, проявляющее себя химическим воздействием на вещество.

Уравнение неразрывности течения – выражение закона сохранения вещества в потоке при отсутствии его притока извне или потерь в окружающую среду.

Физическое моделирование – исследование теплотехнических процессов на моделях, геометрически подобных действующим промышленным печам, с соблюдением требований теории подобия.