Сапун н. Н.

Тепломассообмен

Минск, бгпа 2001

Оглавление

Введение. Основные положения теории теплообмена . . . . . . . . . . 8

1 Теплопроводность при стационарном режиме . . . . . . . . . . . 10

1.1 Температурное поле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.2 Температурный градиент. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.3 Тепловой поток. Закон теплопроводности Фурье . . . . . . . . . . 12

1.4 Коэффициент теплопроводности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2 Дифференциальное уравнение тепло­проводности . . . . . . . . 16

2.1 Дифференциальное уравнение теплопроводности . . . . . . . . . . 16

2.2 Условия однозначности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.3 Связь между правой декартовой, прямоугольной,

цилиндрической и сферической системами координат . . . . . . . 20

3 Теплопроводность через плоскую стенку

при стационарном режиме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.1 Теплопроводность через однослойную

плоскую стенку при граничных условиях I-го рода . . . . . . . . . 22

3.2 Теплопроводность через плоскую многослойную стенку . . . . . . 24

3.3 Теплопередача через плоскую однослойную стенку

при граничных условиях III-рода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.4 Теплопередача через многослойную плоскую стенку

при граничных условиях III-рода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

3.5 Теплопроводность через плоскую стенку

при граничных условиях II, III-рода . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3.6 Определение температуры на границе слоёв плоской

многослойной стенки графическим методом . . . . . . . . . . . . . 32

4 Перенос теплоты через цилиндрическую стенку . . . . . . . . . 33

1. Теплопроводность через цилиндрическую однородную,

однослойную стенку при граничных условиях I-рода . . . . . . . . 33

2. Теплопередача через однослойную и многослойную

цилиндрические стенки при граничных условиях III-рода . . . . . 36

4.3 Критический диаметр изоляции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

5 Перенос теплоты через шаровую стенку . . . . . . . . . . . . . . 43

5.1 Перенос теплоты теплопроводностью через

шаровую стенку при ГУ I-рода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

5.2 Теплопередача через одно- и многослойную

шаровые стенки (ГУ III-рода) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

6 Обобщённый метод решения задач стационарной теплопро-водности для плоской, цилиндрической и шаровой стенок . . . 47

6.1 Интенсификация процесса теплопередачи . . . . . . . . . . . . . . . 48

7 Теплопроводность и теплопередача через

ребристую поверхность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

7.1 Теплопроводность в ребре постоянного и переменного сечения . . 50

7.2 Теплоотдача через ребристую плоскую стенку . . . . . . . . . . . . 54

7.3 Теплопроводность круглого ребра постоянной толщины . . . . . . 57

8 Теплопроводность при наличии внутренних

источников теплоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

8.1 Теплопроводность однородной пластины . . . . . . . . . . . . . . . 60

8.2 Теплопроводность однородного цилиндрического стержня . . . . 62

8.3 Теплопроводность цилиндрической стенки . . . . . . . . . . . . . . 63

9 Нестационарная теплопроводность . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

9.1 Общее решение уравнения одномерной теплопроводности . . . . . 67

9.2 Охлаждение и нагревание неограниченной пластины . . . . . . . . 68

9.3 Частные случаи охлаждения (нагрева) неограниченной пластины . 72

4. Зависимость процесса охлаждения (нагрева)

от формы и размера тела . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

9.5 Регулярный режим нагревания (охлаждения) тел . . . . . . . . . . 76