шпоры 1 семестр Термодинамическая система

30. Теплоотдача и теплопередача. ТЕПЛООТДАЧА - теплообмен (конвективный или лучистый) между поверхностью тела и окружающей средой. Интенсивность теплоотдачи характеризуется коэффициентом теплоотдачи, равным плотности теплового потока на поверхности раздела, отнесенной к температурному напору между средой и поверхностью. Теплопередача — физический процесс передачи тепловой энергии от более горячего тела к более холодному либо непосредственно (при контакте), либо через разделяющую (тела или среды) перегородку из какого-либо материала. Когда физические тела одной системы находятся при разной температуре, то происходит передача тепловой энергии, или теплопередача от одного тела к другому до наступления термодинамического равновесия. Самопроизвольная передача тепла всегда происходит от более горячего тела к более холодному, что является следствием второго закона термодинамики (однако возможно передать тепло от холодного тела с помощью вспомогательных устройств, таких как холодильник). Теплопередачу невозможно остановить, возможно, только замедлить её.

28. Теплообмен при конденсации вод. пара. Конденсация (позднелатинское condensatio - сгущение, от латинского condenso уплотняю, сгущаю), переход вещества из газообразного состояния в жидкое или твёрдое вследствие его охлаждения или сжатия. Конденсация пара возможна только при температурах ниже критической для данного вещества. Конденсация, как и обратный процесс - испарение, является примером фазовых превращений вещества. При Конденсация выделяется то же количество теплоты, которое было затрачено на испарение сконденсировавшегося вещества. Дождь, снег, роса, иней - все эти явления природы представляют собой следствие конденсации водяного пара в атмосфере. Конденсация широко применяется в технике: в энергетике (например, в конденсаторах паровых турбин), в химической технологии (например, при разделении веществ методом фракционированной конденсации), в холодильной и криогенной технике, в опреснительных установках и т. д. Жидкость, образующаяся при Конденсация, носит название конденсата. В технике Конденсация обычно осуществляется на охлаждаемых поверхностях. Известны два режима поверхностной Конденсации: плёночный и капельный. Первый наблюдается при Конденсация на смачиваемой поверхности, он характеризуется образованием сплошной плёнки конденсата. На несмачиваемых поверхностях конденсат образуется в виде отдельных капель. При капельной Конденсация интенсивность теплообмена значительно выше, чем при плёночной, т. к. сплошная плёнка конденсата затрудняет теплообмен. Количество теплоты, теряемой водой при ее испарении (теплоотдача в атмосферу) или приобретаемой при конденсации, в расчете на единицу площади поверхности, определяется по формуле Q_и = L_иrE,где Q_и в Вт/м², L_и — удельная теплота испарения (для практических целей в диапазоне температуры воды от 0 до 30°С ее принимают приблизительно равной 2500 кДж/кг.) (теплота конденсации) воды, r — плотность воды, Е — слой испарившейся (сконденсировавшейся) воды в единицу времени, м/ч. Количество теплоты, теряемое водой при испарении, определяемом, например, по формуле Б.Д.Зайкова, с использованием выражения можно оценить следующим образом:Q_и = 4,1 (1 + 0,72w₂)(e₀ - e₂), где w₂ — скорость ветра на высоте 2 м над поверхностью воды, e₀ — давление насыщенного водяного пара в воздухе при температуре испаряющей поверхности, e₂ — парциальное давление водяного пара на высоте 2 м.

29. Коэффициент теплоотдачи. Коэффициент теплообмена (тепловосприятия или теплоотдачи) - величина, численно равная тепловому потоку между поверхностью конструкции и окружающей средой, равная поверхностной плотности теплового потока при перепаде температур между поверхностью и окружающей средой в один градус Цельсия соответственно для внутренней и наружной поверхностей. Количество теплоты, передаваемой от горячего теплоносителя, прямо пропорционально площади теплопередающей поверхности F, действующей средней разности температур дt, продолжительности процесса Т и коэффициенту теплоотдачи : Коэффициент теплоотдачи показывает, какое количество теплоты передаётся от горячего теплоносителя к холодному через 1 м² поверхности при средней разности температур в 1 градус за 1 с:

Коэффициент теплоотдачи зависит от: -         скорости жидкости , её плотности и вязкости , т.е. переменных определяющих режим течения жидкости, -         тепловых свойств жидкости (удельной теплоёмкости с_р, теплопроводности ), а также коэффициента объёмного расширения , -         геометрических параметров – формы и определяющих размеров стенки (для труб – их диаметр d и длина L), а также шероховатости стенки.

32. Сопротивление ТП ПМСС. Теплопередача через плоскую стенку. Рассмотрим однослойную плоскую стенку толщиной d и теплопроводностью l

 Температура горячей жидкости (среды) t^'_ж, холодной жидкости (среды) t^''_ж. Количество теплоты, переданной от горячей жидкости (среды) к стенке по закону Ньютона-Рихмана имеет вид: Q = a₁ · (t^'_ж – t₁) · F, где a₁ – коэффициент теплоотдачи от горячей среды с температурой t^'_ж к поверхности стенки• с температурой t₁; F – расчетная поверхность плоской стенки. Тепловой поток, переданный через стенку определяется по уравнению: Q = l/d · (t₁ – t₂) · F. Тепловой поток от второй поверхности стенки к холодной среде определяется по формуле: Q = б₂ · (t₂ - t^''_ж) · F, где a₂ – коэффициент теплоотдачи от второй поверхности стенки к холодной среде с температурой t^''_ж. Решая эти три уравнения получаем: Q = (t^'_ж – t^''_ж) • F • К, где К = 1 / (1/a₁ + / l + 1/a₂) – коэффициент теплопередачи, или R₀ = 1/К = (1/a₁ + d/l + 1/a₂) – полное термическое сопротивление теплопередачи через однослойную плоскую стенку. 1/a₁, 1/a₂ – термические сопротивления теплоотдачи поверхностей стенки; d/l - термическое сопротивление стенки. Для многослойной плоской стенки полное термическое сопротивление будет определяться по следующей формуле:R₀ = (1/a₁ + d₁/l₁ + d₂/l₂ + … + d_n/l_n +1/a₂), а коэффициент теплопередачи:К = 1 / (1/a₁ + d₁/l₁ + d₂/l₂ + … + d_n/l_n +1/a₂

33. Расчет потерь в окружающую среду.

32.Граничные условия.

Граничные условия