Тема 13. Основи теплопередачі. Основні поняття і визначення. Теплопровідність. (з години).

План.

1. Теплопровідність.

2. Теплопровідність плоскої та циліндричної стінки.

3. Густина теплового потоку при теплопровідності.

4. Визначення втрати тепла через стінку.

Література.

[1] – Б.Х. Драганов; А.А. Доменський; А.В. Міщенко „Теплотехніка”- 2005;стр. 115-125.

[5] – О.М. Рабінович „Збірник задач з технічної термодинаміки” – 2006;стр.270-296.

[6] –Я. М. Гнатишин „ Теплотехніка” Навчальний посібник-2008,стр. 157-165

Форма опрацювання: конспект, рисунки.

Форма контролю: тестування , опитування на семінарі, контрольна робота.

В результаті вивчення теми студенти повинні:

1. знати: рівняння Фур'є, коефіцієнт теплопровідності, температурний градієнт;

2. вміти: визначити тепловий потік, коефіцієнт теплопровідності.

Питання для самоконтролю.

1. Запишіть диференційне рівняння теплопровідності і поясніть фізичний зміст його членів.

2. Напишіть рівняння теплопровідності циліндричної стінки.

3. Визначити коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки товщиною 𝛿=14мм, якщо густина теплового потоку через неї 𝘲=250Вт/м² , а різниця температур на поверхнях стінки ∆t_ст=22⁰С.

4. Розрахувати тепловий потік, який передається через поверхню матеріалу з дуба площею F=1,2м² і товщиною 𝛿=20мм. Температури на поверхнях плити відповідно t₁ =40⁰С і t₂=4⁰С. коефіцієнт теплопровідності для дуба λ=0,209Вт/(м·К).

5. Розрахувати тепловий потік, який передається теплопровідністю через циліндричну стінку діаметром ( d₃·𝛿)= (20·1), мм, довжиною l=5м. Температура поверхонь стінки t_ст1=60⁰С і t_ст2=20⁰С. Коефіцієнт теплопровідності λ=70Вт/(м·К).

6. Визначити тепловий потік, котрий передається теплопровідністю через циліндричну стінку нагрівального приладу діаметром (d₃·𝛿)=(84·7), мм, довжиною l=3м. Температура поверхонь стінки t_ст1=104⁰С і t_ст2=103,6⁰С. Коефіцієнт теплопровідності λ=70Вт/(м·К).

Теми для доповідей та рефератів.

1. Задача теплопровідності при наявності внутрішніх джерел тепла.

2. Теплопередача.

3. Нестаціонарна теплопровідність.

Тема 14. Конвективний теплообмін. Променистий теплообмін. (3 години).

План.

1. Густина теплового потоку під час променистого теплообміну.

2. Диференційне рівняння тепловіддачі.

3. Основні положення теорії подібності

4. Визначальна температура.

5. Визначення густини теплового потоку випромінюваною плиткою.

Література.

[1] – Б.Х. Драганов; А.А. Доменський; А.В. Міщенко „Теплотехніка”- 2005;стр. 137-144.

[5] – О.М. Рабінович „Збірник задач з технічної термодинаміки” – 2006;стр.297-302.

[6] –Я. М. Гнатишин „ Теплотехніка” Навчальний посібник-2008,стр. 173-174

Форма опрацювання: конспект, рисунки.

Форма контролю: тестування , опитування на семінарі, контрольна робота.

В результаті вивчення теми студенти повинні:

1. знати: конвективну тепловіддачу, закон Ньютона;

2. вміти: визначити коефіцієнт тепловіддачі, тепловий потік.

Питання для самоконтролю.

1. Написати рівняння нерозривності, руху й енергії , фізичний зміст їх членів.

2. Критеріальне рівняння у вигляді функціональної залежності.

3. У трубі із розмірами d=24мм і l=10м рухається вода з середньою температурою t_в=120⁰С та швидкістю W=4,3м/с. Визначити середній коефіцієнт тепловіддачі та потужність теплового потоку від води до поверхні стінки труби. Середня температура поверхні стінки t_ст=100⁰С. ( Додаткові дані: λ=0,686Вт/(м·К), ν=0,252·10⁶ м²/с, Рr=1,47).

4. Визначити необхідну швидкість руху повітря в трубі діаметром d₁=30мм дослідної установки, якщо в натуральних умовах діаметр труби d_н=90мм, а швидкість повітря W=10м/с.

5. Розрахувати максимальну довжину хвилі теплового випромінювання з поверхні температурою t=727⁰С.

6. Визначити густину теплового потоку випромінюванням між двома паралельно розміщеними поверхнями з такими значеннями температур: t₁ =623⁰С і t₂=63⁰С. Ступінь чорноти відповідно дорівнює ε_{1 =} 0,8 і ε₂=0,6.

7. Визначити тепловий потік випромінюванням від сталевої труби діаметром 100мм, довжиною 10м, яка використовується для опалювання меблевого цеху з температурою стін t_ст=20⁰С. Температура стінки труби t_тр=90⁰С. Розміри цеху: довжина 10м, ширина 5м, висота 3,6м. Ступінь чорноти труби ε_тр=0,75, а поверхонь стін ε_ст=0,852.

Теми для доповідей та рефератів.

1. Природна і вимушена конвекція.

2. Особливості теплообміну при плівковій і краплинній конденсації.

3. Режими кипіння.