3. Роль термодинамики при изучении специальных дисциплин

Классическая термодинамика является мощным средством исследования рабочих процессов. Для решения важнейших задач современной теплотехники, для исследования новых тепловых процессов и рабочих тел в 50-х годах XX столетия были разработаны термодинамические методы исследования необратимых процессов.

В процессе научно-технической революции непрерывно выдвигаются все новые и новые проблемы, решение которых имеет первостепенное значение для науки и техники. К числу таких проблем поправу могут быть отнесены многие проблемы энергетики, связанные с поиском и развитием новых источников и видов энергии для промышленного использования, с ее экономным расходованием и многими другими.

Основные понятия о термодинамических характеристиках (плотность, температура, теплоемкость и др.) рабочих тел (вода, пар, воздух и др.) полученные при изучении курса термодинамики необходимы для освоения таких дисциплин: тепломассообмен, отопление, теплоснабжение, теплогенерирующие установки, вентиляция и кондиционирование воздуха и др. Умение пользоваться справочной информацией и специальными средствами (id диаграммой) для определения параметров воздуха, необходимо для грамотного и правильного проектирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха, а так же для экономически целесообразного подбора оборудования.

Так же для научно-исследовательской работы, которая предстоит Вам в магистратуре, а кому то и в аспирантуре, термодинамика не только не теряет, но, наоборот, приобретают все большее и большее значение.

Так, например, важное место в настоящее время занимают исследования и разработки новых термодинамических циклов различных комбинированных тепловых насосов.

Очень важные и большие задачи стоят в области высокотемпературной и низкотемпературной термодинамики, что приводит к необходимости глубокого изучения термодинамических свойств новых рабочих тел в условиях высоких и низких температур. Изучение этой темы необходимо для проектирования систем кондиционирования воздуха.

Нельзя также забывать о необходимости все более широкого использования в народном хозяйстве энергии солнца, ветра, морских приливов и отливов, геотермальных установок, установок опреснения солевых вод. Все это требует создания мощных энергетических установок, в которых вопросы термодинамики будут играть не только важную, но и основную роль.

Все вышеизложенное свидетельствует о том, что знание основных законов и положений термодинамики необходимо для специалистов теплотехнического направления. Термодинамика составляет теоретическую основу многих специальных дисциплин, включенных в учебный план нашего высшего учебного заведения.

Контрольные вопросы

1. Определение технической термодинамики.

2. Исторические предпосылки возникновения термодинамики как отдельной науки.

3. Формулировка основных законов термодинамики.

4. Роль термодинамики при изучении специальных дисциплин

Лекция 3 Отопление

1.1 Цель изучения дисциплины Отопление. Назначение отопления.

1.2 Гигиенические основы отопления.

1.3 Требования, предъявляемые к системе отопления.

1. 1 Цель изучения дисциплины Отопление. Назначение отопления.

Цель изучения дисциплины Отопление – использование полученных знаний для проектирования, монтажа и эксплуатации систем отопления зданий различного назначения.

Система отопления - совокупность конструктивных элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи необходимого количества тепловой энергии во все обогреваемые помещения.

Система отопления состоит из следующих основных конструктивных элементов: отопительная установка (теплообменника) для получения тепловой энергии при сжигании топлива или от другого источника; отопительных приборов для теплопередачи в помещение; теплопроводов и сети труб или каналов для теплопереноса от теплообменника к отопительным приборам. Теплоперенос осуществляется теплоносителем - жидким (вода) или газообразным (пар, воздух, газ).

Система отопления – инженерная система здания, обеспечивающая тепловой комфорт нормативный срок эксплуатации зданий и сооружений и технологический процесс. Функционирует в течение отопительного сезона

Назначение отопления --- обеспечение: теплового комфорта необходимого для жизнедеятельности человека; сохранности зданий и сооружений; технологических процессов.

Тепловой комфорт- сочетание температур внутреннего воздуха и радиационной температуры, при которых организм человека функционирует без напряжения

1. 2 Гигиенические основы отопления

В каждом обогреваемом помещении необходимо создавать и поддерживать тепловой режим в зависимости от его назначения и предъявляемых санитарно-гигиенических требований.

Тепловой режим здания - общее тепловое состояние в течение отопительного сезона, рассматриваемое, как совокупность тепловых условий в помещениях. Тепловой режим может быть равномерным в зданиях с постоянным пребыванием людей, иметь суточные, недельные и другие циклы изменения, связанные с периодической деятельностью людей и использованием зданий.

Соотношение между количествами тепла, переданными разными способами теплообмена изменяется в зависимости от температуры воздуха в помещении, температур поверхностей ограждающих конструкций и нагревательных приборов.

Комфортными считаются условия, в которых сохраняется нормальное функциональное и тепловое состояние организма без напряжения системы терморегуляции. Такие условия создают предпосылки для высокого уровня работоспособности человека. Близкие к комфортным условия называют допустимыми.

Комфортные тепловые условия выражает осредненная температура помещения t_п. При практических расчетах в условиях конвективного отопления за температуру помещения принимают значения температуры воздуха tв , приведенные в СниП, ГОСТ и ДБН.

Первое условие комфортности обеспечивает условие общей теплоотдачи.

Но на самочувствие человека влияют условия, в которых находятся его голова и ноги. Голова особенно чувствительна к радиационному нагреванию и охлаждению. Ноги могут перегреваться и переохлаждаться при соприкосновении с поверхностью нагретого или холодного пола. Потоки холодного воздуха вдоль пола могут вызвать простудные заболевания.

Второе условие тепловой комфортности в помещении определяет температуру нагретой или охлажденной поверхности, допустимую для человека, находящегося непосредственно около этой поверхности, и связано с интенсивностью лучистого теплообмена.

Таким образом, тепловой комфорт в помещениях в холодное время года можно обеспечить, если, прежде всего, поддерживать определенные температуру воздуха, температуру внутренней поверхности ограждений и температуру поверхности отопительных приборов.

Конвективное отопление

Конвективное отопление – система отопления, при которой температура внутреннего воздуха выше радиационной температуры

Лучистое отопление

Лучистое отопление – система отопления, при которой радиационная температура выше температуры внутреннего воздуха.

Основная роль отопления заключается в обеспечении благоприятного самочувствия и высокой жизнедеятельности людей путём создания тепловой комфортной обстановки в помещении в холодное время года, т.е. поддержанием достаточно равномерной температуры воздуха и определённой температуры внутренней поверхности ограждений и отопительных приборов.

1.3 Требования, предъявляемые к системам отопления.

К системе отопления, как одной из инженерных систем здания, предъявляются разнообразные требования. Все требования, наиболее полно выражаются применительно к помещениям постоянного или длительного пребывания людей, можно разбить на 5 групп.

Санитарно-гигиенические требования к системе отопления – поддержание определённой и равномерной температуры во времени, в плане и по высоте помещения без усиленной подвижности воздуха, а та ограниченной температуре поверхности отопительных приборов

Контрольные вопросы

1. Цель изучения дисциплины Отопление. Назначение отопления

2. Тепловой режим здания

3. Конвективное отопление. Лучистое отопление

4. Требования, предъявляемые к системам отопления