5. Стационарный тепловой поток через однослойную плоскую стенку при гра­ничные условия первого рода (гу-1).

или

, ,

29.Циклы и назначение тепловых насосов.

Тепловой насос – техн-ое устр-во, работающее по обратному циклу и предназн-ое для передачи потреб-ю кол-ва теплоты, значит-но (многократно) превышающему кол-во затраченной работы (или теплоты высокотемп-ого источ-ка). Для тепловых насосов в принципе применимы любые циклы холод-ых машин.

Тепл. насосы относятся к классу греющих тепл. машин для их реализ-ии применяют все типы холод-х машин, но раб-ют они при др. инт-ах тем-р. 1тип теп-го насоса построен по принципу парокомпр-ой уст-ки.

1-компр-р 2-батарея радиатор 3 дроссель 4 испаритель. Цикл 1234 заменим1234^’ тогда отопит-ый коэф-т =T₂/T₂-T₁ =T_тп/Т_тп-Т₀. чему будет равен во столько раз больше тепл. насос даст теплоты, чем эл.нагрев-ль при пропускании такого же кол-ва электроэн-ии.

График2 –воздушные установка График3- абсорбционная

Площадь графика2 эквивалентна теплоте кот. затр-ся на соверш-е работы L_Д. График3: отсут-ет компрессор, происходит проц-с поглащения в-ва др. в-вом при опред. усл. График4- пароэжекторная(исп-ся раствор NaCl). Назначение: подогрев раб. тела, либо до Т_тп для дальнейшей передачи тепл. потреб-ю, либо до такой тем-ры при кот. возможна дальнейшая реализация цикла.

7. Форм-ка 2-го з-на термодин. применит-но к закр. термодин-им системам. Ур-ие баланса энтропии.

В закр. Т.С., энтр-я может только возр-ть или оставаться постоянной т.е.

ds 0,

но никогда не уменьшается. Причем:

1. Энтр. отдельных тел или частей изолир-ой системы может при этом возр-ть или уменьш-ся.

2. При стремлении термодин-ой системы к равновесию энтр. возр-ет и стремится к максимуму.

Физ.смысл энтропии состоит в том, что энтропия есть некоторая термодин-ая вел-на, явл-ся критерием возмож­-ти протекания проц. в данном напр-ии, причем:

1. все термодин-ие процессы идут в напр-ии роста энтр. в изолир-ых сист.;

2. при стремлении к равновесию, энтр. стремится к max значению.

8. Форм-ка 2-го з-на термодин. Применит-но к откр. Термодин-им системам. Ур-ие баланса энтропии.

dU-TdS+Pdv- ≤0

-Неравенство Гиббса

Оно справедливо для любых процессов и любых (открытых и закрытых) систем. Знак (=) относится к обратимым порцессам, знак(<) к необратимым.

У открытой системы в отличие от закрытой под объемом системы подразумевается объем, заключенный внутри некоторой поверхности через который осуществляется перенос вещества в систему. В случае закрытой системы dG_m=0, поэтому: dU-TdS+Pdv≤0. (неравенство Клаузиуса)

Эти уравнения относятся к системам в которых полезная внешняя работа не производится, т.е. вся совершенная работа связана с изменением объема

6. Критериальные формулы для описания интенсивности теплообмена при об­текании пластины.

на участке ламинарного пограничного слоя 0<X<X_кр критериальная формула для расчета среднего числа Нуссельта такова:

если длина ламинарного течения мала, то полагают, что вся пластина омывается течением с турбулентным пограничным слоем .

где и - средние значения числа Нуссельта и коэффициента теплоотдачи на участке трубы длиною L; С_t –температурный фактор, учитывает влияние направления теплового потока (в стенку или от стенки) на интенсивность конвективного теплообмена

26.Способы интенсификации конвективного теплообмена.

Увеличение величин  и , можно достигнуть за счет роста уровня турбулентности движущейся среды при увеличении Re: Re = w₀ l₀ /  =  w₀ l₀ / 

Из формулы следует

а) увеличением плотности , если движущаяся среда является газом и можно её сжимать;

б) увеличением характерной скорости w₀ ;

в) уменьшением вязкости  жидкости путем введения в неё специальных добавок (акад. А.В. Лыков предложил для уменьшения вязкости воды вводить в неё полимерные добавки).

Как правило, на характерный размер l₀ влиять не удается.

Интенсификация процессов конвективного тепломассообмена считается проведенной рационально, если увеличение их интенсивности, характеризуемой величинами  и  (или числами Нуссельта Nu и Шервуда Sh), не меньше, чем соответствующее увеличение коэффициента гидродинамического сопротивления .

стремятся турбулизировать пристенную часть, т.е. пограничный слой того можно достигнуть, нанося искусственную шероховатость В трубах с накаткой при определенном соотношении её геометрических размеров обнаружен эффект опережающего роста коэффициента теплоотдачи  по сравнению с увеличением коэффициента гидравлического сопротивления , который признан в качестве научного открытия. Применение каналов с кольцевой накаткой приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи в 2-3 раза по сравнению с течением в гладкой трубе при одинаковых зн-ях критерия Re.

Также рациональна интенсификация теплообмена в трубах постоянного поперечного сечения, ограниченных винтовой волнообразной поверхностью

В последнее время для интенсификации конвективного теплообмена организовывают обтекание потоком поверхности тел, на которой создают размещенные в определенном порядке сферические углубления – лунки.

Интенсификацию конвективного теплообмена можно осуществить изменением свойств движущегося потока за счет его предварительного превращения из однофазной среды в многофазную. Сюда относится организация течений газожидкостных дисперсоидов за счет распыления капель жидкости в газовый поток и сквозных потоков за счет внесения твердых частиц в движущийся газ. Существуют методы интенсификации конвективного теплообмена наложением электромагнитных колебаний на чувствительные к ним жидкости и внесением акустических колебаний в движущуюся среду.