История развития науки о процессах и аппаратах

Основные положения

1. Сложные тепловые процессы слагаются из трех простых: теплопроводности, конвекции и тепловой радиации. Теплопроводность - передача механической энергии при соударениях молекул. Конвекция перенос теплоты вместе с нагретыми элементами среды. Тепловая радиация - передача теплоты путем излучения и поглощения электромагнитных волн поверхно­стями тел.

2. Как простые, так и сложные тепловые процессы описываются феноменологическими зависимостями, которые открыты ранее и получили имена ученых: Фурье, Ньютона-Рихмана и Стефана- Больцмана.
3. В расчетах тепловых потоков, передаваемых в теплообменных аппаратах, необходимо учитывать непостоянство разности температур теплоносителей по площади теплопередачи. Для этого расчет строят либо поэлементно, считая разность температур для каждого элемента постоянной, либо осредняют ее. Учитывая, что в подавляющем большинстве теплообменных аппаратов температуры теплоносителей изменяются экспоненциально по координатам, разность их температур осредняют по логарифмической зависимости.
4. Технологические расчеты теплообменников сводятся к решению уравнений баланса масс и энергий. Физический смысл этих балансов - равенство сумм массовых (энергетических) потоков, поступающих в аппарат и уходящих из него. Как правило, вещество и энергия входят в аппарат и уходят из него, переходя из одного потока в другой, но их суммарные расходы остаются неизменными. В энергетических балансах учитывают потоки теплоты, теряемой через ограждения аппаратов.
5. В расчетах энергетических потоков используют понятие энтальпии. Энтальпия складывается из энергии, аккумулированной (запасенной) телом, и энергии, которая может высвободиться или поглотиться при фазовом переходе, растворении, сорбции или в другом процессе, реализующемся параллельно с теплообменом.
Контрольные вопросы и задания.
1. Какие вы знаете простые процессы теплообмена? 2. Приведите примеры сложных процессов теплообмена. 3. Что является обобщенной движущей силой процесса теплоотдачи от греющего пара к нагреваемой стенке теплообменника? 4. Что такое энтальпия? 5. Для чего вычисляют среднюю разность температур теплоносителей в теплообменнике? 6. Почему среднюю разность температур теплоносителей вычисляют как среднюю логарифмическую? 7. Можно ли назвать зависимость для вычисления тепловых потоков феноменологической? 8. Напишите феноменологическую зависимость для вычисления теплового потока в любом сложном процессе теплопередачи. 9. В чем сущность энергетического баланса любого теплового аппарата?