Нестационарная теплопроводность. Основной закон т-и, коэф. Т-и.

Существуют три основных вида теплообмена: теплопроводность, конвекция и тепловое излучение.

Теплопроводность — это молекулярный перенос теплоты между непосредственно соприкасающимися телами или частицами одного тела с различной температурой, при котором происходит обмен энергией движения структурных частиц (молекул, атомов, свободных электронов).

Конвекция осуществляется путем перемещения в пространстве не­равномерно нагретых объемов среды. При этом перенос теплоты не­разрывно связан с переносом самой среды.

Тепловое излучение характеризуется переносом энергии от одного тела к другому электромагнитными волнами.

Коэффициент теплопроводности

Коэффициент теплопроводности является физическим параметром вещества, характеризующим его способность проводить теплоту

Численно коэффициент теплопроводности равен количеству теплоты, проходящему в единицу времени через единицу изотермической поверхности Значения коэффициента теплопроводности для различных веществ определяются из справочных таблиц.

Наихудшими проводниками теплоты являются газы. Коэффициент теплопроводности газов возрастает с увеличением температуры

Для жидкости λ, как правило, уменьшается с увеличением температуры. Коэффициент теплопроводности воды с увеличением температуры возрастает до максимального значения 0,7 Вт/(м·К) при t=120 ⁰С и дальше уменьшается.

Наилучшими проводниками теплоты являются металлы, у которых λ =20÷418 Вт/(м·К). Самый теплопроводный металл — серебро. Для большинства металлов коэффициент теплопроводности убывает с возрастанием температуры.

Материалы с λ <0,25 Вт/(м·К), обычно применяемые для тепловой изоляции, называют теплоизоляционными.

Назначение теплообменных аппаратов. Схема. Методика расчета.

В зависимости от цели расчет может быть конструкторским, когда по заданным температурам и расходам определяется тип и величина теплообменной поверхности, и поверочным, когда по известным типу и величине теплообменной поверхности определяются температуры теплоносителей на выходе из теплообменника. Применяются две методики расчета ТА:

Газовые смеси. Закон Дальтона для газовых смесей.

Закон Дальтона — Давление смеси газов, не взаимодействующих друг с другом химически, равно сумме парциальных давлений этих газов.

Для того чтоб понять, что представляет из себя закон Дальтона, рассмотрим для этого воздух в комнате. Он представляет собой смесь нескольких газов: азота (80%), кислорода (20%). Парциальное давление каждого из этих газов — это давление, которое имел бы газ, если бы он один занимал весь объем. К примеру, если бы все газы, кроме азота, удалили из комнаты, то давление того, что осталось, и было бы парциальным давлением азота. Закон Дальтона утверждает, что общее давление всех газов вместе взятых равно сумме парциальных давлений каждого газа в отдельнсти. (Строго говоря, закон применим только к идеальным газам, но с достаточно хорошим приближением он описывает также и реальные газы.)

Процессы термо- и массообмена в аппаратах кондиционирования воздуха.

Процессы тепло- и массообмена в устройствах для кондиционирования воздуха зависят в основном от явлений теплопроводности, диффузии и конвекции. Для переноса тепла и массы необходимо различие потенциалов в разных точках среды.

В качестве характеристики потенциала для переноса тепла принята температура, для переноса массы (водяного пара) – парциальное давление водяных паров. воздух понижает температуру, отдавая явное тепло при контакте с водой, и увлажняется.

Разновидность систем отопления и их классификация.

Системы отопления включают в себя три основных элемента: источник теплоты, теплопроводы и отопительные приборы.

Системы отопления классифицируют по виду используемого теплоносителя, способу перемещения теплоносителя и месту расположения источника теплоты (табл. 1).

Таблица 1. Классификация систем отопления

По виду теплоносителя	По способу перемещения теплоносителя	По месту расположения источника теплоты	Примечание
Водяные	С принудительным побуждением	Центральные местные	Двух- и однотрубные
С естественным побуждением	Местные
Паровые	Низкого давления	-	С самотечным возвратом конденсата
Высокого давления	-	С конденсатным баком и насосом
Воздушные	Совместные с вентиляцией	-	Прямоточные
Рециркуляционные	-	-
Печные (огневоздушные)	С естественным побуждением	Местные печи умеренного прогрева, повышенного прогрева, непрерывного горения, отопительно-варочные	Топливо - торф, дрова
Не теплоемкие и теплоемкие	Топливо - уголь, газ
Радиационные	Тоже	Местные лучистые отопители	Топливо - газ
Электрические	С промежуточным теплоносителем (вода, специальная жидкость, воздух)	Местные	-
С непосредственным обогревом помещения	Местные	-

Классификация систем водяного отопления.

1. В зависимости от расчетной температуры воды в подающей магистрали:

· <70°С – система низкотемпературная;

· 70-100°С – среднетемпературная система;

· >100°С – высокотемпературная системы.

2. В зависимости от расположения подающей и обратной магистрали:

· с верхней разводкой, если подающая магистраль расположена выше отопительного прибора (ОП), а обратная ниже;

· с нижней разводкой, если подающая и обратная магистрали располагаются ниже ОП;

· с опрокинутой циркуляцией, если подающая – ниже приборов, а обратная – выше.

3. В зависимости от расположения труб, соединяющих радиаторы отопления:

· вертикальные со стояками, если трубы, соединяющие приборы, располагаются вертикально;

· горизонтальные, если трубы располагаются горизонтально.

4. В зависимости от схемы соединения труб с радиаторами отопления:

· двухтрубное(все батареи присоединяются параллельно)

· однотрубное (радиаторы присоединяются последовательно).

5. В зависимости от направления движения воды в подающей и обратной магистралях:

· тупиковая, если движение воды в подаче и обратке встречное,

· с попутным движением воды, если направление совпадает.

6. В зависимости от способа циркуляции воды по элементам системы отопления:

· гравитационные (с естественной циркуляцией),

· с принудительной циркуляцией (движение теплоносителя осуществляется с помощью насосов).

Требования, предъявляемые к отопительным приборам. Основные виды отопительных приборов.

Отопительные приборы являются основным элементом системы отопления и должны отвечать определенным теплотехническим, санитарно-гигиеническим, технико-экономическим, архитектурно-строительным и монтажным требованиям.

Теплотехнические требования заключаются в основном в том, что отопительные приборы должны хорошо передавать теплоту от теплоносителя (воды или пара) отапливаемым помещениям, т.е. чтобы коэффициент теплопередачи их был как можно выше

Санитарно гигиенические требования, предъявляемые к отопительным приборам, заключаются в том, чтобы конструкция и форма их поверхности не приводили к скоплению пыли и позволяли ее легко удалять.

Технико-экономические требования следующие: минимальная заводская стоимость; минимальный расход металла; соответствие конструкции прибора требованиям технологии их массового производства; секционность, позволяющая компоновать прибор с требуемой площадью поверхности нагрева.

Архитектурно-строительные требования включают сокращение площади, занимаемой отопительными приборами, и обеспечение их приятного внешнего вида. Для выполнения этих требований отопительные приборы должны быть компактны, с легкодоступной для осмотра и очистки от пыли поверхностью, должны соответствовать интерьеру помещения.

Монтажные требования отражают прежде всего необходимость повышения производительности труда при изготовлении и монтаже отопительных приборов. Конструкция их должна благоприятствовать автоматизации производства и быть удобной в монтаже. Приборы должны быть прочными, удобными для транспортировки и монтажа, а их стенки паро- и водонепроницаемыми, температуроустойчивыми.