Гидродинамика и тепломассообмен

Июль 23, 2022

Главная
Физика
Гидродинамика и тепломассообмен

Содержание

2. Литература П.Л.Кириллов, Г.П.Богословская ТЕПЛОМАССООБМЕН В ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ, 1-е и 2-е издания П.Л. Кириллов, Ю.С.Юрьев, В.П.Бобков
3. Программа курса
4. Структура курса 1 Физические основы процессов переноса тепла и массы 2 Тепловыделение в ядерных реакторах 3
5. Первый закон термодинамики – показывает в каких количествах один вид энергии переходит в другой для замкнутой
6. Первый закон термодинамики изохорный процесс V=const изобарный процесс Р=const - теплоемкость при постоянном объеме, Дж/(кг.К) теплоемкость
7. Первый закон термодинамики энтальпия энтропия
8. Второй закон термодинамики – указывает направление переноса тепла Если в среде возникла разность температур, то энергия
9. Основные понятия Теория теплообмена дополняет первый и второй законы термодинамики и дает возможность найти скорости переноса
10. Основные понятия При соприкосновении двух тел (сред), имеющих разную температуру, происходит обмен энергией (теплом). Перенос тепла
11. Основные понятия теплопроводность – перенос тепла посредством передачи энергии теплового движения частиц в среде; в газах
12. Основные понятия Конвективный теплообмен – перенос тепла при перемещении среды в пространстве. При этом перенос теплоты
13. Основные понятия тепловое излучение – распространение энергии электромагнитными волнами Электромагнитные волны - электромагнитные возмущения, распространяющиеся в
14. Аналогия трех механизмов переноса 2 – перенос через неподвижную среду (теплопроводность) 1 – перенос тепла без
15. Основные понятия . Температурное поле - совокупность значений температуры в точках исследуемой области стационарное нестационарное -
16. Основные понятия 4. Количество тепла Q, Вт 5. Плотность теплового потока Вт/м2 Q 6. Линейный тепловой
17. Основные понятия 7. Объемное тепловыделение, интенсивность внутренних источников тепла , Вт/м3 пропускается ток изготовлен из делящегося
18. Основные понятия 8. Закон Фурье (процесс теплопроводности): скорость распространения тепла бесконечна λ - коэффициент теплопроводности, Вт/(м
19. Основные понятия Атомный взрыв: Wq с, - теплоемкость среды, Дж/кгК; ρ - плотность среды, кг/м3; τ
20. Основные понятия 9. Закон Ньютона - Рихмана (конвективный теплообмен): Теплоотдача (конвективный теплообмен) - процесс переноса тепла
21. Основные понятия 10. Теплопередача - перенос тепла от одного (греющего) теплоносителя к другому (нагреваемому) через твердую
22. Основные понятия полное термическое сопротивление конвективное со стороны 1 кондуктивное (стенки) конвективное со стороны 2 коэффициент
23. Основные понятия
24. Электро-тепловая аналогия Закон Ома для участка электрической цепи Аналогия:
25. Многослойная плоская стенка плотность теплового потока разность температур в слое Полное термическое сопротивление T1 T2 q
27. Скачать презентацию

Слайд 2

Литература
П.Л.Кириллов, Г.П.Богословская
ТЕПЛОМАССООБМЕН В ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ, 1-е и 2-е издания
П.Л. Кириллов,

Ю.С.Юрьев, В.П.Бобков
СПРАВОЧНИК ПО ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИМ РАСЧЕТАМ
Б.С.Петухов, Л.Г.Генин, С.А.Ковалев
ТЕПЛОМАССООБМЕН В ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ
П.Л.Кириллов
СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ ЯДЕРНОЙ ТЕХНИКИ
В.П.Исаченко, В.А.Осипова, А.С.Сукомел
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

Слайд 3

Программа курса

Слайд 4

Структура курса
1 Физические основы процессов переноса тепла и массы
2

Тепловыделение в ядерных реакторах
3 Теплопроводность при стационарных процессах
4 Нестационарные процессы теплопроводности
5 Конвективный тепло-массообмен в однофазных средах
6 Процессы диффузии

7 Конденсация
8 Кипение
9 Гидродинамика и теплообмен двухфазных потоков
10 Кризисы теплообмена при кипении в каналах
11 Теплообмен излучением
12 Сложный теплообмен
13 Принципы расчетов активных зон ядерных реакторов
14 Особенности процессов теплообмена в различных режимах работы реактора
15 Процессы теплообмена при аварийных ситуациях
16 Основы расчета теплообменников и парогенераторов

Слайд 5

Первый закон термодинамики – показывает в каких количествах один вид энергии

переходит в другой

для замкнутой системы

Q – количество тепла, Вт A - работа, произведенная в единицу времени, Вт U - внутренняя энергия системы, Дж τ - время, сек

Слайд 6

Первый закон термодинамики
изохорный процесс V=const
изобарный процесс Р=const
- теплоемкость при постоянном объеме,

Дж/(кг.К)

теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг.К)

Если жидкость несжимаема

А - работа

Слайд 7

Первый закон термодинамики
энтальпия
энтропия

Слайд 8

Второй закон термодинамики – указывает направление переноса тепла
Если в среде возникла

разность температур, то энергия переносится из области высокой температуры в область низкой температуры.

Слайд 9

Основные понятия
Теория теплообмена дополняет первый и второй законы термодинамики и дает

возможность найти скорости переноса тепла в средах, которые рассматриваются как сплошные (не имеющие структуры)

Феноменологический метод - упрощение, связанное с представлением о среде, как о непрерывном веществе без какой либо структуры

Слайд 10

Основные понятия
При соприкосновении двух тел (сред), имеющих разную температуру, происходит обмен

энергией (теплом).
Перенос тепла часто сопровождается переносом массы

теплообмен
тепло – массо - обмен

Три механизма теплообмена:

теплопроводность;
конвективный теплообмен;
тепловое излучение

Слайд 11

Основные понятия
теплопроводность – перенос тепла посредством передачи энергии теплового движения частиц

в среде;

в газах - диффузия молекул и атомов,
в жидкостях и твёрдых телах-неметаллах –упругие волны.
металлах - диффузия свободных электронов, роль упругих колебаний кристаллической решётки второстепенна.

Слайд 12

Основные понятия
Конвективный теплообмен – перенос тепла при перемещении среды в пространстве.

При этом перенос теплоты осуществляется одновременно конвекцией и теплопроводностью.

Слайд 13

Основные понятия
тепловое излучение – распространение энергии электромагнитными волнами
Электромагнитные волны -

электромагнитные возмущения, распространяющиеся в вакууме со скоростью света с=2,9979×108м/с.
При поглощении электромагнитных волн какими-либо другими телами они вновь превращаются в энергию теплового движения молекул.

Слайд 14

Аналогия трех механизмов переноса
2 – перенос через неподвижную среду (теплопроводность)
1

– перенос тепла без участия среды (тепловое излучение в вакууме)

3 – перенос при перемещении среды (конвективный теплообмен)

Слайд 15

Основные понятия
.
Температурное поле
- совокупность значений температуры в точках исследуемой

области

стационарное

нестационарное

- совокупность точек пространства, имеющих одинаковую температуру

2. Изотермическая поверхность

3. Градиент температуры

i, j, k – единичные векторы

Слайд 16

Основные понятия
4. Количество тепла Q, Вт
5. Плотность теплового потока
Вт/м2
Q
6. Линейный тепловой

поток:

, Вт/м

Слайд 17

Основные понятия
7. Объемное тепловыделение,
интенсивность внутренних источников тепла
, Вт/м3
пропускается ток

изготовлен из
делящегося материала

Слайд 18

Основные понятия
8. Закон Фурье (процесс теплопроводности):
скорость распространения тепла бесконечна
λ -

коэффициент теплопроводности, Вт/(м К), физическое свойство среды, характеризует способность тела проводить тепло

cледствие 2-го начала термодинамики (разные направления теплового потока и градиента t)

Wq >>Wt

Wq - скорость распространения тепла;
Wt - скорость изменения температуры

grad t

Слайд 19

Основные понятия
Атомный взрыв: Wq <
с, - теплоемкость среды, Дж/кгК;
ρ

- плотность среды, кг/м3;
τ - время

Если τr <<1, то получаем классическое уравнение Фурье

τr - время релаксации

температуропроводность, м2/с
скорость изменения температуры в теле

Слайд 20

Основные понятия
9. Закон Ньютона - Рихмана (конвективный теплообмен):
Теплоотдача (конвективный теплообмен) -

процесс переноса тепла от охлаждаемой поверхности к теплоносителю (жидкость или газ) или от теплоносителя к нагреваемой поверхности

F - поверхность тела,
tw – температуры стенки, tf – температуры теплоносителя,
α - коэффициент теплообмена (теплоотдачи), Вт/(м2.К)

Слайд 21

Основные понятия
10. Теплопередача - перенос тепла от одного (греющего) теплоносителя к

другому (нагреваемому) через твердую стенку

I
Конв

II
Теплопров

III
Конв

α1

α2

Термические сопротивления

δ, λ

Слайд 22

Основные понятия
полное термическое сопротивление
конвективное со стороны 1
кондуктивное (стенки)
конвективное со стороны 2
коэффициент

теплопередачи
Вт/(м2К)

Термические сопротивления

k численно равен плотности теплового потока, передаваемого через стенку при температурном напоре равном одному градусу.

Слайд 23

Основные понятия

Слайд 24

Электро-тепловая аналогия
Закон Ома для участка электрической цепи
Аналогия:

Слайд 25

Многослойная плоская стенка
плотность теплового потока
разность температур в слое
Полное термическое сопротивление
T1
T2
q
x

T1, T2 – температуры на стенки

дерево

металл

бетон

Гидродинамика и тепломассообмен

Содержание

ЛитератураП.Л.Кириллов, Г.П.БогословскаяТЕПЛОМАССООБМЕН В ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ, 1-е и 2-е изданияП.Л. Кириллов,

Программа курса

Структура курса 1 Физические основы процессов переноса тепла и массы 2

Первый закон термодинамики – показывает в каких количествах один вид энергии

Первый закон термодинамикиизохорный процесс V=constизобарный процесс Р=const- теплоемкость при постоянном объеме,

Первый закон термодинамикиэнтальпияэнтропия

Второй закон термодинамики – указывает направление переноса теплаЕсли в среде возникла

Основные понятияТеория теплообмена дополняет первый и второй законы термодинамики и дает

Основные понятияПри соприкосновении двух тел (сред), имеющих разную температуру, происходит обмен

Основные понятиятеплопроводность – перенос тепла посредством передачи энергии теплового движения частиц

Основные понятияКонвективный теплообмен – перенос тепла при перемещении среды в пространстве.

Основные понятиятепловое излучение – распространение энергии электромагнитными волнами Электромагнитные волны -

Аналогия трех механизмов переноса2 – перенос через неподвижную среду (теплопроводность) 1

Основные понятия.Температурное поле - совокупность значений температуры в точках исследуемой

Основные понятия4. Количество тепла Q, Вт5. Плотность теплового потокаВт/м2Q6. Линейный тепловой

Основные понятия7. Объемное тепловыделение, интенсивность внутренних источников тепла, Вт/м3 пропускается ток

Основные понятия8. Закон Фурье (процесс теплопроводности):скорость распространения тепла бесконечна λ -

Основные понятияАтомный взрыв: Wq <с, - теплоемкость среды, Дж/кгК; ρ

Основные понятия9. Закон Ньютона - Рихмана (конвективный теплообмен):Теплоотдача (конвективный теплообмен) -

Основные понятия10. Теплопередача - перенос тепла от одного (греющего) теплоносителя к

Основные понятияполное термическое сопротивлениеконвективное со стороны 1кондуктивное (стенки)конвективное со стороны 2коэффициент