• Язык
   

 

Физико-химические основы процессов тепломассообмена: учебное пособие

Дисциплина: Теплофизика Теплотехника Тепломассообмен Энергетика Физика

Жанр: Учебники и учебные пособия для ВУЗов

Допущено УМО вузов России по образованию в области энергетики и электротехники в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки «Теплоэнергетика и теплотехника»

 

Постраничный просмотр для данной книги Вам недоступен.

Аннотация

В пособии приведены основные подходы к физико-математическому моделированию процессов переноса теплоты и вещества в неподвижной и движущейся средах. Рассмотрены закономерности тепломассообмена с учетом протекающих в среде физико-химических процессов, в том числе процессов испарения и горения, тепломассообмена в гетерогенных системах, содержащих взвеси частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде.
Предназначено для магистрантов, обучающихся по направлению подготовки «Теплоэнергетика и теплотехника».

Содержание

Список основных обозначений 6
Введение 7
1. Вводные замечания 9
1.1. Предмет и задачи курса 9
1.2. Основные понятия и терминология 11
1.2.1. Теплообмен 12
1.2.2. Массообмен 13
2. Основные принципы моделирования процессов тепломассообмена 16
2.1. Математическое моделирование 16
2.2. Физическое моделирование 22
3. Анализ размерностей и подобие 26
3.1. Основное правило моделирования 26
3.2. Подобие явлений 29
3.3. Метод анализа размерностей 31
3.4. П-теорема 35
4. Критерии подобия 42
4.1. Алгоритмы получения критериев подобия 42
4.1.1. Метод анализа размерностей (алгебраический метод Рэлея) 42
4.1.2. Метод анализа дифференциальных уравнений 45
4.2. Основные критерии подобия при моделировании процессов тепломассообмена 47
4.2.1. Геометрические критерии подобия 48
4.2.2. Критерий механического подобия 48
4.2.3. Гидродинамические критерии подобия 48
4.2.4. Тепловые критерии подобия 51
4.1.5. Диффузионные критерии подобия 52
4.2.6. Кинетические критерии подобия 53
5. Основные гидродинамические модели 54
5.1. Гидравлический подход 54
5.2. Течения сжимаемого идеального газа 54
5.3. Ламинарные вязкие течения 55
5.4. Турбулентные течения 56
5.5. Приближение пограничного слоя 57
5.6. Двухфазные течения 58
5.7. Реагирующие потоки 59
6. Основные уравнения гидромеханики 60
6.1. Уравнение неразрывности 60
6.2. Уравнение движения 61
6.3. Уравнение энергии 64
6.4. Уравнение состояния 66
7. Основные характеристики частиц дисперсной фазы 68
7.1. Гетерогенные течения в природе, технологических процессах и технических устройствах 68
7.2. Классификация дисперсных систем 70
7.3. Характеристики дисперсности частиц 77
7.3.1. Представление распределения частиц по размерам 77
7.3.2. Унимодальные функции распределения 81
7.3.3. Определение параметров распределений по их геометрическим характеристикам 85
7.3.4. Средние размеры и удельная поверхность частиц 87
8. Движение одиночной частицы дисперсной фазы 89
8.1. Основные подходы к математическому описанию движения гетерогенных сред 89
8.2. Режимы движения частицы 90
8.3. Коэффициент сопротивления 92
8.4. Влияние формы частиц на их движение 94
8.5. Уравнение движения частицы дисперсной фазы 97
9. Нестационарное движение частиц дисперсной фазы 101
9.1. Нестационарные и «наследственные» эффекты при движении частиц дисперсной фазы 101
9.2. Экспериментальные данные по динамике всплытия пузырька 102
9.2.1. Экспериментальная установка 103
9.2.2. Измеряемые параметры 105
9.2.3. Коэффициент сопротивления в стационарном режиме 107
9.2.4. Скорость всплытия пузырька в нестационарном режиме 109
9.3. Теоретический анализ задачи 109
9.3.1. Постановка задачи 109
9.3.2. Влияние силы, связанной с присоединенной массой 110
9.3.3. Влияние силы Бассе на динамику всплытия пузырька 112
10. Теплообмен с учетом химических реакций 116
10.1. Роль химической кинетики в задачах тепломассообмена 116
10.2. Основные понятия химической кинетики 117
10.3. Обратные химической кинетики 121
10.3.1. Задача кондуктивного теплообмена 121
10.3.2. Задача лучистого теплообмена 125
11. Общие сведения о процессах горения 130
11.1. Основные понятия физики горения и взрыва 130
11.2. История развития знаний о горении 132
11.3. Основные области применения горения 134
11.4. Горение и окисление 136
11.5. Условия, необходимые для горения 137
11.6. Продукты горения 138
12. Материальный баланс процессов горения 141
12.1. Состав атмосферного воздуха 141
12.2. Составление уравнения горения 143
12.3. Расчет количества воздуха, необходимого для горения 144
12.4. Расчет состава и количества продуктов горения 150
13. Тепловой баланс горения 156
13.1. Теплота горения 156
13.1.1. Горючее вещество – газ 157
13.1.2. Горючее вещество – жидкость или твердое тело 158
13.2. Формула Менделеева 159
13.3. Теоретическая температура горения 161
14. Физические основы теории диффузии 165
14.1. Подобие процессов диффузии и теплопередачи 165
14.2. Теплопроводность и диффузия в неподвижной среде 165
14.3. Свободная и вынужденная конвекция 167
14.4. Коэффициенты переноса 168
14.5. Критерии подобия 171
14.6. Приведенная пленка 173
14.7. Внешняя и внутренняя задачи 174
14.8. Аналогия Рейнольдса 175
14.9. Критериальные уравнения 177
14.10. Дифференциальные уравнения теплопроводности и диффузии 179
14.11. Диффузия взвешенных в жидкости частиц 179
15. Горение жидкого топлива 182
15.1. Диффузионный и кинетический режимы горения 182
15.2. Основные особенности горения жидкого топлива 185
15.3. Диффузионное горение капли 187
Список литературы 192
Приложения 194

Рекомендации материалов по теме: нет