Теплообмен: теория и практика. 2-е изд.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 8 ВВЕДЕНИЕ 10 ГЛАВА 1 ВИДЫ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОСА 12 ГЛАВА 2 ПЕРЕДАЧА ТЕПЛОТЫ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ 20 2.1 Теплопроводность 20 2.2 Поле температур и концентраций 20 2.3 Градиент температуры 22 2.4 Плотность теплового потока 22 2.5 Коэффициент теплопроводности 24 ГЛАВА 3 СТАЦИОНАРНОЕ И НЕСТАЦИОНАРНОЕ ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ 30 3.1 Вывод дифференциального уравнения теплопроводности с использованием энтальпии 30 3.2 Вывод дифференциального уравнения теплопроводности с использованием плотности теплового потока 34 ГЛАВА 4 КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН 41 4.1 Дифференциальные уравнения теплообмена 42 4.2 Основы теории подобия физических явлений 49 4.3 Турбулентное и ламинарное движение 57 4.4 Конвекция при свободном движении среды 58 4.4.1 Теплоотдача при свободном движении в неограниченном пространстве 58 4.4.2 Теплоотдача при свободном движении в ограниченном пространстве 61 4.5 Конвекция при вынужденном движении среды 64 4.5.1 Гидродинамические условия развития процесса при продольном омывании плоской поверхности 64 4.5.2 Теплоотдача при продольном омывании плоской поверхности 66 4.6 Теплоотдача при течении жидкости в трубах 70 4.6.1 Особенности движения и теплообмена в трубах 70 4.6.2 Теплоотдача при ламинарном режиме 74 4.6.3 Определение средней температуры жидкости 75 4.6.4 Теплоотдача при турбулентном режиме 76 4.7 Теплоотдача при поперечном обтекании труб 77 4.8 Теплоотдача при поперечном омывании пучка труб 80 ГЛАВА 5 ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРА 84 5.1 Теплоотдача при пленочной конденсации пара 85 5.2 Теплоотдача при капельной конденсации пара на поверхности 90 5.3 Теплоотдача при конденсации в трубах 91 5.4 Влияние перегрева пара 95 ГЛАВА 6 ТЕПЛООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ 96 6.1 Общие представления о процессе кипения 96 6.2 Теплообмен при пузырьковом кипении жидкости в большом объеме при свободной конвекции 101 6.3 Теплообмен при пленочном кипении 103 ГЛАВА 7 ПЕРЕДАЧА ТЕПЛОТЫ ИЗЛУЧЕНИЕМ 106 7.1 Общие сведения и основные понятия 106 7.2 Природа лучистой энергии 106 7.3 Виды лучистых потоков 108 7.4 Законы теплового излучения 110 7.5 «Черные» температуры 120 7.6 Лучистый теплообмен между телами 122 7.7 Угловые коэффициенты 125 7.7.1 Свойства лучистых потоков 126 7.7.2 Определение угловых коэффициентов для некоторых случаев 126 7.8 Теплообмен излучением между двумя поверхностями через лучепрозрачную среду 127 7.9 Излучение в окружающее пространство 129 7.10 Излучение через отверстия в печных стенках 130 7.11 Теплообмен в рабочем пространстве печи 130 7.12 Теплообмен излучением при установке экрана 132 7.13 Излучение газов и паров 133 7.14 Закон Бугера 136 7.15 Теплообмен излучением между газом и стенкой 138 7.16 Сложный теплообмен. Коэффициент теплоотдачи излучением 139 ГЛАВА 8 ПЕРЕДАЧА ТЕПЛОТЫ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ ПРИ СТАЦИОНАРНОМ ТЕПЛОВОМ СОСТОЯНИИ 141 8.1 Передача теплоты теплопроводностью через плоскую однослойную стенку (граничные условия I-го рода) 141 8.2 Передача теплоты теплопроводностью через плоскую многослойную стенку (граничные условия I-го рода) 144 8.3 Передача теплоты теплопроводностью через цилиндрическую однослойную стенку (граничные условия I-го рода) 146 8.4 Передача теплоты теплопроводностью через цилиндрическую многослойную стенку (граничные условия I-го рода) 149 8.5 Передача теплоты теплопроводностью через шаровую стенку (граничные условия I-го рода) 151 8.6 Теплопроводность при наличии внутренних источников теплоты 154 ГЛАВА 9 ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ОТ ОДНОЙ СРЕДЫ К ДРУГОЙ ЧЕРЕЗ РАЗДЕЛИТЕЛЬНУЮ СТЕНКУ (ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ III-го РОДА) 159 9.1 Теплопередача через разделительную плоскую однослойную или многослойную стенку 159 9.2 Передача теплоты от одной среды к другой через цилиндрическую однослойную стенку 162 9.3 Передача теплоты от одной среды к другой через цилиндрическую многослойную стенку 165 9.4 Тепловая изоляция трубопроводов. Критический радиус изоляции 167 9.5 Передача теплоты от одной среды к другой через шаровую стенку (граничные условия III-го рода) 170 9.6 Интенсификация теплопередачи при помощи ребер 172 ГЛАВА 10 НЕСТАЦИОНАРНОЕ ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ 176 10.1 Аналитическое описание процесса 178 10.2 Решение задачи об охлаждении пластины при граничных условиях III-го рода 179 10.2.1 Математическое описание процесса 179 10.2.2 Постановка задачи 180 10.2.3 Решение дифференциального уравнения 181 10.2.4 Подчинение решения начальным и граничным условиям 182 10.2.5 Анализ трансцендентного уравнения 184 10.2.6 Частное решение задачи 186 10.2.7 Окончательное решение задачи 187 10.3 Определение количества теплоты, отданного пластиной в процессе охлаждения 188 10.4 Охлаждение (нагревание) тел конечных размеров 190 10.5 Охлаждение цилиндра конечной длины 191 10.6 Определение средней температуры 192 10.7 Численный метод решения дифференциального уравнения теплопроводности 194 10.8 Конечно-разностный метод 195 10.8.1 Определение температуры во внутренних точках тела 195 10.8.2 Определение температуры в граничных точках 197 10.8.3 Метод прогонки 200 ГЛАВА 11 ТЕОРИЯ НАГРЕВА 202 11.1 Понятие о термически тонких и массивных телах 202 11.2 Влияние формы тела на скорость нагрева. Коэффициент материальной нагрузки 203 11.3 Нагрев термически тонких тел (Bi→0) постоянным тепловым потоком 206 11.4 Нагрев термически тонкого тела (Bi→0) в печи с постоянной температурой 208 11.5 Нагрев термически массивного тела постоянным тепловым потоком 213 11.6 Нагрев термически массивного тела в печи с постоянной температурой 217 11.7 Несимметричный нагрев тел 223 ГЛАВА 12 ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ 225 12.1 Классификация теплообменных аппаратов 225 12.2 Конструктивный и поверочный расчет теплообменных аппаратов 230 12.2.1 Основные положения теплового расчета 230 12.2.2 Средний температурный напор 232 12.3 Определение коэффициента теплопередачи 237 12.4 Расчет конечной температуры рабочих жидкостей 238 12.5 Использование безразмерных характеристик для расчета теплообменных аппаратов 242 12.6 Гидромеханический расчет теплообменных аппаратов 245 12.7 Виды и свойства теплоносителей 246 ГЛАВА 13 МАССООБМЕН 249 13.1 Диффузия в твердом теле 249 13.2 Диффузионный поток 250 13.3 Второе уравнение диффузии (второе уравнение Фика) 251 13.4 Решение второго уравнения диффузии (второго уравнения Фика) 255 13.5 Некоторые аналитические методы решения второго уравнения Фика 256 13.6 Численный метод решения дифференциального уравнения диффузии 262 13.7 Конечно-разностный метод 263 13.7.1 Определение концентрации вещества во внутренних точках тела 263 13.7.2 Определение концентрации вещества в граничных точках 265 13.8 Метод прогонки 268 13.9 Тройная аналогия 269 13.10 Конвективный массообмен 273 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 276 ГЛОССАРИЙ 279 ПРИЛОЖЕНИЕ А. Перевод единиц измерения 283 ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Физические свойства металлов и сплавов 287 ПРИЛОЖЕНИЕ В. Теплофизические свойства строительных и теплоизоляционных материалов 293 ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Физические свойства газов 298 ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Коэффициенты для расчета нагрева или охлаждения пластины и цилиндра 303 ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Значение поправочного коэффициента в зависимости от схемы движения теплоносителей 305 ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Задачи 307 ПРИЛОЖЕНИЕ З. Контрольные вопросы 325