Богословская Г.П. Все лекции ТМО
.pdf
Основные понятия
10. Теплопередача - перенос тепла от одного (греющего) теплоносителя к другому (нагреваемому) через твердую стенку
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
II |
|
III |
Конв |
Теплопров |
Конв |
|||
q = |
|
(t |
|
|
− t |
|
) |
|
(t |
|
−t |
|
|
) = q |
1 |
||||||||
1 |
f 1 |
w1 |
|
f 1 |
w1 |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
q = |
(t |
|
|
− t |
|
|
) |
|
(t |
|
−t |
|
|
) = q |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
w1 |
|
w2 |
|
w1 |
w2 |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
q = 2 (tw2 − t f 2 ) |
(t |
|
|
−t |
|
|
) = q |
1 |
|||||||||||||||
w2 |
f 2 |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(t f 1 −t f |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||||
2 ) = q |
|
|
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Термические сопротивления
21
Основные понятия
Термические сопротивления
R |
|
=1 |
1 |
|
конвективное со |
1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
стороны 1 |
R |
2 |
= |
|
кондуктивное |
|
|
|
|
|
(стенки) |
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
=1 |
2 |
конвективное |
|
|
|
||||
3 |
|
|
со стороны 2 |
||
|
|
|
|
|
|
полное термическое сопротивление
R = R + R + R = |
1 |
+ |
|
+ |
1 |
||||
|
|
|
|
|
|||||
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
коэффициент
теплопередачи
k = |
1 |
Вт/(м2К) |
|
|
|
||
|
T |
|
|
|
|
||
|
|
R |
|
k численно равен плотности теплового потока, передаваемого через стенку при температурном напоре равном одному градусу.
22
Основные понятия
q = |
|
(t |
f 1 |
− t |
f |
2 |
) |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|||
|
+ |
+ |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
q = k (t |
f 1 |
− t |
f 2 |
) |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
23
Электро-тепловая аналогия
Закон Ома для участка электрической цепи
I = |
U |
||
э |
|||
|
|
||
|
|
R |
|
U |
i |
= I R |
|
|
iэ |
||
Аналогия: |
I → q |
|
|
|
U = → t |
|
Rэ → RТ |
q = |
t |
||||
|
T |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
R |
|
t |
i |
= q R |
|||
|
|
|
Ti |
||
24
Многослойная плоская стенка
Полное термическое сопротивление
|
1 |
n |
|
|
|
R = |
= |
i |
|||
|
|
||||
k |
|
||||
|
i=1 |
||||
|
|
|
i |
||
плотность теплового потока |
||
q = k (T −T |
) |
|
1 |
2 |
|
q
T дерево металл бетон
T1 
T2<T1 x
|
Д |
= |
М |
= |
Б |
|
|
|
T1, T2 – температуры на стенки
разность температур в слое
|
Д |
|
М |
, |
Б |
|
М |
|
|
|
|
ti = qRi = q i
i
25
Греческий алфавит
|
b |
g |
|
e |
z |
h |
q |
альфа |
бета |
гамма |
дельта |
эпсилон |
дзета |
эта |
тета |
i |
k |
|
|
n |
x |
o |
|
йота |
каппа |
лямбда |
мю |
ню |
кси |
омикрон |
пи |
s u c y w
ро |
сигма |
тау |
ипсилон |
фи |
хи |
пси |
омега |
|
|
|
|
|
|
|
|
ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЕ В ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРАХ
27
Деление U 235
Масса любого ядра меньше суммы масс нуклонов его составляющих
Внутренняя энергия ядра
E = m c |
2 |
|
Энергия, содержащаяся в ядре:
энергия, обусловленная ядерными силами, которая делает возможным существование ядра поправка на силы типа поверхностного натяжения
энергия, обусловленная электрическим (кулоновским) отталкиванием
Энергия Е для каждого изотопа вычисляется, если известно
m = |
|
i |
− m |
o |
|
m |
|
где m0 - масса изотопа; mi - сумма масс нуклонов, составляющих изотоп
28
Деление U 235
Два пути для извлечения ядерной энергии:
соединение легких ядер (синтез);
расщепление тяжелых ядер на
В обоих случаях ядерная энергия –
энергия связи протонов и нейтронов.
А
Энергия связи, приходящаяся на один нуклон
При сжигании 1кг угля выделяется
3,5 10 |
6 |
Дж |
|
При делении 1кг U235 - 8,2 1013 Дж
29
Деление U 235
U |
235 |
92 |
|
МэВ |
|
|
|
|
||
Е кин. осколков деления |
= 165-167 |
||
Е кин. нейтронов деления = 5 |
|
||
Энергия мгновенного |
|
|
|
g-излучения |
= 6-7 |
|
|
Энергия b-частиц при распаде |
|||
|
|||
продуктов деления |
= 6-8 |
|
|
Энергия g-распада |
|
|
|
продуктов деления |
= 7-10 |
|
|
выделяется
мгновенно
10-12 с
выделяется
постепенно
теряется, поскольку
Энергия нейтрино = 10-12 не взаимодействует с материалами
реактора
Полная энергия |
~200-205 МэВ/дел |
|
30