Әдістемелік нұСҚау «Жылумаңызалмасу»

1 Жалпы мәліметтер

220140«Жылу электр станциялар», 220240«Су және отын технологиясы» және 220440 «Өнеркәсіп жылу энергетика» мамандықтарының оқу жұмыс жоспарының көшірмеcі

Курс пәндері және жалпы ұғым. Жылу алмасудың негізгі процестерң: жылу өткізгіштік, конвективті жылу айырбас. Жылу беру. Жылу тасымалдау. Жылу тасымалдау процесінің негізгі сандық мінездемесі бұл жылу мөлшері, жылу ағыны, жылу ағынының тығыздығы,ішкіжылу көзінің қуаты.

Тап осы тақырып зерттеуі жанында жылуға оқу даму негізгі кезењ қажетті анықтау - және көпшілікпен алмасуда.

Тап осы тақырып зерттеуі нәтижесінде студенттер тиісті:

- негізгі зањ жылу - және көпшілікпен алмасудың;

- жылу тасымалдауы процестерінің негізгі сандық мінездемелері.

Қарастырылған сұрақтар мына әдебиетте көрсетілген ([1], кіріспе және 1 тарау; [4], кіріспе).

Зерттеу кезінде мына сұрақтарға назар аудару керек: газдарда, сұйықтықтарда, металдарда, қатты диэлектриктерде жылу өткізгіштік процестің механизмі. Температуралық өлке. Фурье заңы. Жылу өткізгіштік коэффициент, әртүрлі факторлардағы оның тәуелділігі. Жылу өткізгіштіктің дифференциалдық теңдеуі. Жылу өткізгіштік процестеріне арналған шарттар, шектес шарттың біріншіні, екіншіні, үшіншіні және төртінщі түрі. Жылу беруге арналған Ньютон-Рихман заңы. Жылу өткізгіштіктердің мақсаттарын шешу әдістері туралы ұсыну.

Фурье заңы бойынша есепрерді шығарып үйрену керек.

Тап осы тақырып зерттеуі нәтижесінде студенттер тиісті:

- жылуөткізгіштіктің есептерің шешу әдістерің;

- Ньютон-Рихман заның жылуберуге байланысты;

-бірінші, екінші және үшінші текті шекаралық шарттарды;

- температуралық өрісті табуың;

-сүйықтарда, металдарда және қатты денелердегі жылуөткізгіштік механизымінің айырмашылығың;

Қарастырылған сұрақтар мына әдебиетте көрсетілген ([1], 1, 2, 3 тараулар; [4] 1, 2 бөлімдер).

Тақырыпты зерттеу кезінде ерекше назар аудару керек келесілерге жалпақ қабырға арқылы жылу тасымалдау; жылу өткізгіштіктің тұрақты және өзгергіш коэффициентіндегі жіңішке қабырғадағы температураның таралуы; жылы ағынға арналған айтылулар, жылу жеткізу коэффициенті және термиялық кедергілер және олардың талдауы; көп қабатты жалпақ қабырға; жалпақ қабырға арқылы жылу тапсыру: ұзын цилиндр қабырғасында температураның жылу өткізгіштік коэффициентінде тұрақты және өзгергіш таралуы, жылу ағынның сипаты, жылу жеткізу коэффициенті және термиялық кедергілер, олардың талдауы және формуламен анықталуы; көп қабатты цилиндрлік қабырға, жылулы оңашалауланған құбырдың сындық диаметрі.

Қарастырылған сұрақтар мына әдебиетте көрсетілген ([1], 1, 2 тараулар; [4], 1, 2 тараулар).

Тап осы тақырып зерттеуі нәтижесінде студенттер тиісті:

-әр түрлі қабырғалар арқылы жылу беру негіздерің;

-температураның әр түрлі денелердегі таралуын;

- денелердің температураларының өзгеру заңдарың;

- әр түрлі денелерде температура таралу сүлбелерің салуың;

- термиялық кедергіні, жылуберу және жылуөткізу коэффициенттерің анықтауың.
2.4 Конвективті жылу айырбастың негізгі жайлары

Зерттеу нәтижесінде келесі сұрақтарды қарастыруға қажет: конвективті жылу айырбастың молекулалық жиынтық және молярлы тасымалдау; жылу беру; жылу беру негізгі түрлері: бірфазалы сұйықтықтарда және фазалық айналуларда, амалсыз және табиғи конвекцияда жылу беру; негізгі физикалық факторлар, конвективті жылу айырбастың маңызды процестеріне арналған; «Жабысу» шарты; гидродинамикалық және жылу ұғымы шекаралары туралы қабаттар; сұйықтық ағынының ламинарлық және турбулентті түрі және жылу алмасумен байланысы; турбулентті ағындағы жылдамдықтың және температураның соғулары; жылдамдықтардық пен температуралардың орталану; изотермиялық қозғалысты емес дифференциалды теңдеулердің жүйесі: жылу беру теңдеулері, энергиялар, қозғалыстар және сплошности; тұтас шарттары.

Тап осы тақырып зерттеуі нәтижесінде студенттер тиісті:

білу

- конвективті жылуалмасуға байланысты негізгі физикалық мөлшерлер;

- гидродинамикалық және жылулық шекаралық қабаттар туралы ұғымдарды;

- дифференциалдық тендеулер жүйелерің изотермиялық емес қозғалысқа: жылуберу тендеуің, энергия, қозғалыс және тұрақтылық.

-конвективті жылуалмасу процестеріне шекаралық шарттарың құрастыруың.

Қарастырылған сұрақтар мына әдебиетте көрсетілген ([1] 12.1-12.8, 14.1-14.3; [3] 1, 5; [4] 1, 2).
2.5 Ұқсау теория және үлгілеу негізі. жуумен амалсыз жалпақ беті бойлай жылу беру

Зерттеу нәтижесінде келесі сұрақтарды қарастыруға қажет: гидродинамикалық және жылу шекара қабаттары; ламинарлық және турбуленттіні қаббаттардың шекараларының анықтамасы; жылулық ағынның интегралдық теңдеуі. Ламинарлық шекара қабатында жылу беру. Гидродинамикалық және жылулық қалыңдықтың шекараларалы қабатпен арақатынасы. физикалық параметрлердің және бет температуралардың ауытқуы жылу беруге тигізетін ықпалы. Есептеу теңдеуі. Гидродинамикалық теория негізінде жылу алмасудың турбулентті қабат шекарасында жылу беру есебі. Оның қолдану облысы және теңдеу есебі. Бір уақыт кезінде ламинарлық және турбуленттіні шекаралы қабатң жылу беру есебі және жылу айырбас гидродинамикалық теориялары. Оның қолдану облысы және есептеу теңдеуі. Бір уақыт кезінде ламинарлық және турбуленттіні шекаралы қабаттың болуы және жылу беруді есептеу.

Тап осы тақырып зерттеуі нәтижесінде студенттер тиісті:

білу

- жылулық ағынның интегралды тендеуің;

- гидродинамикалық және жылулық шекаралық қабаттардың қалындықтарының қатынасың;

- негізгі есептік тендеулер және физикалық параметірлердің бет температурасына байланысы;

- жылуберуді есептеу турбуленті шекаралық қабатта гидродинамикалық жылуалмасу теориясы бойынша;

- жылуберуді бір мезгілді ламинарлы және турбулентті шекаралық қабаттар кезінде гидродинамикалық жылуалмасу теория бойынша есептеу.

Қарастырылған сұрақтар мына әдебиетте көрсетілген ([1] 4.1 – 11.4; [4] 1.12 – 1.15).

Зерттеу кезінде мына сұрақтарға назар аудару керек: көлденең жу кезінде шекара қабаттарындағы ағым тәртіптері және олардың жылу қайтарып берумен байланысы. Шекара қабатының жұлып алынуындағы ықпалы. Жуудың әртүрлі шарттарында цилиндр шеңберімен жылу беру мінез-құлығының өзгеруі. Орта жылу беру. Есептеу теңдеуі. Турбуленттілік дәрежеде қуалаушы ағын және шабуыл бұрышының тигізетін ықпалы.

Тап осы тақырып зерттеуі нәтижесінде студенттер тиісті:

білу

- орташа жылуберу туралы ұғым;

- есептік тендеулерді;

- жылуберуге турбуленттік дәрежесінің байланысың.

Қарастырылған сұрақтар мына әдебиетте көрсетілген ([1] 6.1 – 9.2).
2.7 Құбырларда сұйықтық амалсыз ағыны кезінде жылу беру

Зерртеу кезінде ерекше назар келесілерге аудару керек: құбырларда жылу айырбас және ағым ерекшеліктері. Ламинарлық және турбулентті тәртіптер. Гидродинамикалық және тұрақтаы жылу учаскелер. Тұрақтандырылған ағым. Жабысқақтық және жабысқақ - гравитациялық ағым тәртіптері . Құбырларда тұрақтандырылған ағым кезінде аналитикалық жылу беру әдістерінің есептеулері. Сұйықтық ағымдарының көлденең қимасы дөңгелек емес және тегіс емес қисық құбырларында жүру.

Тап осы тақырып зерттеуі нәтижесінде студенттер тиісті:

білу

- көшпелі және ауыспалы режимдерді.

- қиылысында дөнгелек емес және кедір-бұдыр құбырлардағы сүйықтар ағу кезіндегі жылуберуді есептеуің;

- заттың жоғары қалындағы жылуберуді есептеу.

Қарастырылған сұрақтар мына әдебиетте көрсетілген ([1] 8.1 – 8.4; [4] 1.12 – 1.15).

Зерттеу нәтижесінде назар аударуға қажет келесіге: факторлар, қозғалыс ескертушілер. Температуралардың тарату және жылдамдықтардың. Тік қабырғаны бойлаған сұйықтықтың мінез-құлығы. Сұйықтықтың горизонтальдық құбыр және пластиналарға жақындағанда қозғалыс мінез-құлығы. табиғи конвекциядағы жылу беру теориясының есеп-қисап нәтижелері. Тәжірибелік зерттеу. Есептейтін теңдеу. Табиғи конвекцияның шектелген кеңістікте жылу беру есеп-қисап әдістемесі.

Тап осы тақырып зерттеуі нәтижесінде студенттер тиісті:
білу

- өзіндік конвекция кезіндегі теориялық есептердің нәтижелерің;

- эксперименталды зерттеу әдістерің;

- есептік тендеулерді.

- шектелмелі кеністіктегі жылу беруді есептеуің.

Қарастырылған сұрақтар мына әдебиетте көрсетілген ([1] 10.1 – 10.3; [4] 2.1 – 2.10).
2.9 Конвективті жылуманызалмасу

Зерттеу нәтижесінде назар аударуға қажет келесіге: манызалмасу теориялариасының негізгі жайлары; концентраторлы, термо - бародиффузия. Фик заңы. Диффузия коэффициенті. Конвективті манызалмасу жиынтық молярлы және молекулалық зат тасымалдау. Маныз ағынының тығыздығының барысында маныздың конвективті айырбасы. Диффузиялық шекараның қабаты. Фазалардың бөлім беттеріндегі шектес шарттары. Маныз қайтару коэффициенті. Масса алмасу процестеріне ұқсау теорияны қолдану және ұқсаудың негізгі сандары. Жылумынызалмасу процестердің ұқсастығы.

Тап осы тақырып зерттеуі нәтижесінде студенттер тиісті:

білу

- Фик заңың;

- жылу және масса алмасу процестерінің ұқсастығың.

істеу білу керек

- диффузия коэффициентің есептеуің;

- конвективті масса алмасу кезіндегі масса ағымының тығыздығың есептеің;

- масса беру коэффициентің анықтау;

- негізгі ұқсас сандар.

Қарастырылған сұрақтар мына әдебиетте көрсетілген ([1] 14.1 – 15.3).

Зерттеу нәтижесінде назар аударуға қажет келесіге: бу конденсациясының пайда болу шарттары; пленкалы және тамшылық конденсация. Конденсация коэффициенті. Фазалық асудың термиялық кедергісі. құрғақ қанған бу конденсаттың тік қабырғаларда; қабыршақтың ламинарлық және турбулентті ағымы; жылу берудің теориялық есеп-қисабының қабыршақ ламинарлық ағымы; қабыршақтың толқындық қозғалысына түзеу; бетінде ламинарлық және турбулентті қабыршағы бар ортаның жылу беру есеп-қисабы. Құбырлардың ішіндегі будың жылдамдығының жылу беруге ықпалы.

Тап осы тақырып зерттеуі нәтижесінде студенттер тиісті:

білу

- бу конденсациялануы пайда болу шарттарың;

- конденсация түрлері.

істеу білу керек

- фазалық ауысудың термиялық кедергісің анықтау;

- конденсациялану коэффициентің анықтауың;

- пленканың ламинарлы ағу кезіндегі жылуберудің теориялық есептеуің жасау;

- бет ұстінде ламинарлы және турбулентті пленка бар кезіндегі орташа жылуберуді есептеің.

Қарастырылған сұрақтар мына әдебиетте көрсетілген ([1] 12.1 – 12.6).

Зерттеу нәтижесінде назар аударуға қажет келесіге: қайнаудың көріну шарттары; сұйықтың қайнау механизмі; сұйықтық қызып кетуі және бу түзілу орталықтарының шарттар сияқты булы фазаның пайда болуы; бу көпіршіктерінің түзілуі. Қабырғаны сұйықтықпен дымқылдаудың ықпалы. Будың өсу шегі, үзілімі және көпіршіктердің қозғалысын. Бу түзілу орталық минимальды радиусы; бу түзілу орталықтарының жұмыс істейтін саны. Көпіршік диаметрінің уақытқа байланысты өзгертуі. Үзілмелі диаметр. Қабырға аралық және сұйық фазамен жылу айырбас, сұйық және булы аралық фазалармен. Жылу беру коэффициентінің және жылу ағынының тығыздығының көпіршекті қайнау аймағы үшін үлкен көлемде қайнау кезіндегі температуралық қысымнан тәуелділігі.

Тап осы тақырып зерттеуі нәтижесінде студенттер тиісті:

білу

- бу конденсациялануы пайда болу шарттарың;

- конденсация түрлері;

- бірінші және екінші жылулық ағын тығыздығының ұгымың;

- есептік тендеулер.

істеу білу керек

- бу пайда болу орталығының радиусың анықтау;

- бу пайда болу орталығының санының анықтау;

- үшпалы диаметрің анықтау;

- құбырлардағы жылуберуді анықтау;

- сүйықтың пленкалы қайнау кезіндегі жылуберуді анықтау.

Қарастырылған сұрақтар мына әдебиетте көрсетілген ([1] 13.1 – 13.10).

2.12 Сәулелену арқылы жылу айырбас

Зерттеуді жылулық сәулелену табиғатынаң бастау керек. Келесіге ерекше назар аудару керек: негізгі ұғымдар және анықтамалар: сәулелену ағыны; сәулелену ағынының үстіңгі және спектрлік жазықтары; сәулеленудің интенсивтілігі (жарықтығы); дененің сіңіргіштік, шағылдырғыштық және сорғыштық қабілеттері. Сәулелену ағындарының түрлері.Абсолютті қара дененің сәулелену заңдары: Планк заңы, Вин заңы, Стефан– Больцманның заңы. Сұр дене. Қаралық дәрежесі. Монохроматикалық және интегралдық сәулеленуге арналған Кирхгоф заңы. Сәулелену ағындарының геометриялық қасиеттері. Сәулеленгендік коэффициенттерін анықтау әдістері. Екі сұр денелерден тұратын тұйық жүйедегі сәулеленумен жылу айырбас: жалпы түрі; біреуі екіншісінің қуысында орналасқан денелер; жалпақпараллельді бетті денелер. Экрандарды қолдану.

Тап осы тақырып зерттеуі нәтижесінде студенттер тиісті:

білу

- абсолютті қара дененің сәулелену заңдарың: Планк заңы, Вин заңы, Стефан – Больцман заңы.

- для монохроматикалық және интегралдық сәулеленуге арнайы Кирхгоф заңы;

- коэффициенттерді анықтау әдістері.

- айтылған заңдарды есеп шешуге пайдалануың білі керек.

1. 
   Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача: Учебник- М.: Энергоиздат, 1981- 416 с.
   
2. 
   Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче: Учебное пособие – М.: Энергия, 1980 – 288 с.
   
3. 
   Практикум по теплопередаче / Солодов А.П., Цветков Ф.Ф., Елисеев А.В., Осипова В.А. – М.: Энергоатомиздат, 1986 – 296 с.
   
4. 
   Михеев, Михеева. Основы теплопередачи: Учебник- М.: Энергоиздат, 1981- 416 с.
   

1. 
   Авчухов В.В., Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена. Энергоиздат, 1986.
   
2. 
   Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник под общей редакцией В.А. Григорьева и В.М. Зорина. Энергоатомиздат, 1988.