К. А. Сагдеев, М. Р. Хазипов, А. А. Сагдеев, Ф. М. Гумеров

ТЕРМОДИНАМИКА

И ОСНОВЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Нижнекамск

2016

УДК 536

C 14

 

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета НХТИ ФГБОУ ВПО «КНИТУ».

 

Рецензенты:

Вафин Д.Б., доктор технических наук, профессор;

Дмитриев А.В., доктор технических наук, профессор.

Сагдеев, К.А.

C 14 Термодинамика и основы теплопередачи:учебноепособие / К.А. Сагдеев, М.Р. Хазипов, А.А. Сагдеев, Ф.М. Гумеров. – Нижнекамск: НХТИ ФГБОУ ВПО «КНИТУ», 2016 – 81 с.

 

В пособии излагаются теоретические основы термодинамического анализа процессов идеального газа, водяного пара, фазового перехода. Приведены законы теплопроводности, основы теории подобия, конвективный теплообмен и излучение, а также основы расчета теплообменных аппаратов. Подробно рассмотрено девять лабораторных работ по технической термодинамике и основам теплопередачи. Каждая работа сопровождается теоретической частью, контрольными заданиями, вопросами и экспериментальной частью, где даны схемы экспериментальных установок, методики соответствующих измерений.

Учебное пособие предназначено для студентов технических направлений высших учебных заведений.

Подготовлено на кафедре «Техника и физика низких температур» НХТИ ФГБОУ ВПО «КНИТУ».

УДК 536

 

 

© Сагдеев К.А., Хазипов М.Р.,

Сагдеев А.А., Гумеров Ф.М., 2016

© НХТИ ФГБОУ ВПО «КНИТУ», 2016

 

ВВЕДЕНИЕ

Термодинамика, являясь разделом теоретической физики, представляет собой одну из самых обширных областей современного естествознания – науку о превращениях различных видов энергии друг в друга. Эта наука рассматривает разнообразные явления природы и охватывает огромную область химических, механических и физико-химических явлений. В основу термодинамики положены два закона (начала), установленных опытным путем. Первый закон термодинамики характеризует количественную сторону процессов превращения энергии, а второй закон устанавливает качественную сторону (направленность) процессов, происходящих в физических системах. Значение термодинамики очень велико, так как почти все явления природы так или иначе связаны с процессом преобразования энергии. Поэтому эта дисциплина изучается во всех технических вузах.

Изучение технической термодинамики и основ теплопередачи предусматривает проведение определенного количества лабораторных работ. Настоящее издание и является, прежде всего, учебным пособием для выполнения этих работ. Перед описанием лабораторных работ в пособии даются основы теории, ознакомление с которыми необходимо для правильного проведения самих работ: описание общих свойств реальных газов, процессов фазового перехода, элементарных видов переноса тепла, теплообменных аппаратов.

При изложении лабораторных работ авторы старались не ограничивать задачу только лишь проведением эксперимента. Напротив, в каждой работе дана расчетная часть. Во многих случаях полученные экспериментальные данные можно сравнить с табличными значениями, имеющимися в литературе.

В первой части пособия особое внимание уделено теоретическим основам термодинамического анализа. Приведены контрольные задания по тематикам основных разделов дисциплины: теплоемкость газов, процессы изменения состояния важного воздуха, термодинамические процессы водяного пара.

Вторая часть пособия посвящена основам теплопередачи. Здесь рассматриваются процессы распространения теплоты в твердых, жидких и газообразных телах. Эти процессы по своей физико-механической природе весьма многообразны, отличаются большой сложностью и обычно развиваются в виде целого комплекса разнородных явлений. Рассмотрены три основных способа переноса теплоты: теплопроводность, конвекция и излучение. Эти формы теплообмена глубоко различны по своей природе и характеризуются различными законами.

В приложении приводится справочный материал, необходимый для выполнения расчетных работ.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1