2. W a ciwo ci cieplne substancji
2.1.
2.2. Ciep a
3. Przewodzenie ciep
3.1. Wspó czynnik przewodzenia ciep a
3.3. Ustalone
Równanie ró niczkowe przewodzenia ciep
4.1. Sformu owanie równania ró niczkowego przewodzenia
4.2. Jednokierunkowe przewodzenie ciep a z wewn trznym ród em ciep a
4.3. Jednokierunkowe przewodzenie ciep a w ciele pó niesko czonym
4.4. Ogrzewanie lub ch odzenie kuli
4.5. Uwagi ko cowe
5. Konwekcja ciep a. Wnikanie ciep a w ruchu laminarnym
5.1. Wprowadzenie .
5.2. Wspó czynnik wnikania ciep a
5.3. Równanie bilansu energii
5.4. Ró niczkowe równanie bilansu ciep a
5.5. Przyk ady rozwi zania wnikania ciep a dla ruchu laminarnego p ynu
5.5.1. Wnikanie ciep a dla przep ywu laminarnego p ynu w rurze
5.5.2. Wnikanie ciep a przy laminarnym op ywie cia
6. Konwekcja ciep a. Wnikanie ciep a w ruchu burzliwym
6.1. Wprowadzenie
6.2. Równanie ró niczkowe bilansu ciep a w ruchu turbulentnym
6.3. Metoda ca kowa oblicze wspó czynnika wnikania ciep a
6.4. Zastosowanie teorii podobie stwa w procesie wnikania ciep a
6.5. Zale no ci do wiadczalne dla wnikania ciep a
6.6. Analogie przenoszenia p du i ciep a
7. Wnikanie ciep a podczas konwekcji swobodnej
7.1. Konwekcja swobodna w przestrzeni nieograniczonej
7.2. Konwekcja swobodna w przestrzeni ograniczonej
8. Wnikanie ciep a w przemianach fazowych
8.1. Wrzenie cieczy
8.1.1. Wprowadzenie
8.1.2. Mechanizm procesu wrzenia
8.1.3. Wrzenie cieczy podczas konwekcji wymuszonej
8.2. Kondensacja pary
8.2.1. Wprowadzenie
8.2.2. Kondensacja pary przy laminarnym sp ywie kondensatu
8.3. Rozpuszczanie i krystalizacja
8.4. Szacunkowe warto ci wspó czynników wnikania ciep a
9. Przenikanie ciep a .
9.1. Przenikanie ciep a przez ciank p ask
9.2. Przenikanie ciep a przez ciank cylindryczn
9.3. Obliczanie lokalnej g sto ci strumienia ciep a (lokalnego strumienia ciep a)
9.4. Intensy kacja ruchu ciep a
9.5. Przenikanie ciep a przez powierzchni u ebrowan
9.5.1. Przewodzenie ciep a w cia ach u ebrowanych
9.5.2. Sprawno cieplna ebra
9.5.3. Wymiana ciep a przez powierzchnie u ebrowane
9.6. Krytyczna grubo izolacji
10. Wymienniki ciep a
10.1. Podzia wymienników ciep a
10.2. Wymienniki ciep a o sta ym strumieniu wymienianego ciep a
10.3. Obliczenia powierzchni wymiany ciep a
10.4. Zast pcza ró nica temperatur
10.5. Dobór wielko ci strumieni p ynu
10.6. Wyparki .
10.7. Pompy ciep a
11. Nieustalone ogrzewanie lub ch odzenie cieczy
11.1. Przyk adowe rozwi zania nieustalonej wymiany ciep a
11.2. Regeneracja ciep a
12. Promieniowanie
12.1. Wprowadzenie
12.2. Podstawowe prawa rz dz ce promieniowaniem
12.3. Wymiana ciep a na drodze promieniowania mi dzy dwiema powierzchniami
12.4. Promieniowanie gazów
12.5. Ruch ciep a przez promieniowanie i wnikanie ciep a
Literatura
1.2. Istota wymiany ciep a
Najbardziej interesuj ce z punktu widzenia technicznego s procesy 1 i 5 opisane na rys. 1.1. W tych dwóch procesach energia z g bi fazy (1) do cianki i od cianki w g b fazy (2) musi by przekazywana szeregowo. Z mechaniki p ynów wiadomo, e w pobli u cianki p yny poruszaj si ruchem laminarnym. W tych cienkich warstwach ruch ciep a, poprzeczny w stosunku do kierunku ruchu p ynów, mo e zachodzi tylko na drodze molekularnej poprzez przewodzenie p ynu. Rdzenie (g ówne strumienie) cieczy poruszaj si ruchem turbulentnym (burzliwym) i ruch ciep a w nich odbywa si na drodze konwekcji (rys. 1.3). Na rysunku nie zaznaczono warstw po rednich, w których ruch p ynu jest po redni mi dzy ruchem laminarnym a turbulentnym. Ten proces, zachodz cy w ka dej poruszaj cej si fazie p ynnej, nazywany jest wnikaniem ciep a1 .
ścianka warstwa laminarna płynu (1)warstwa laminarna płynu (2)
płyn (1) płyn (2)
a) kierunek przepływu płynu (2)
b)
rdzeńpłynu (1)
rdzeńpłynu (2)
kierunek przepływu płynu (1)
przewodzenie ciepła wściance
przewodzenie ciepła w płynie (1)przewodzenie ciepła w płynie (2)
konwekcja ciepła w płynie (1)konwekcja ciepła w płynie (2)
wnikanie ciepła w płynie (1)wnikanie ciepła w płynie (2)
przenikanie ciepła
Rys. 1.3. Mechanizm wnikania i przenikania ciep a: a) przep ywy, b) ruch ciep a
1 W literaturze obok tego poj cia operuje si poj ciem przejmowanie ciep a, a wspó czynnik nosi wówczas nazw wspó czynnika przejmowania ciep a. W niniejszej ksi ce z uwagi na ugruntowane nazwy wyst puj ce w dyfuzyjnym ruchu masy: szybko wnikania masy i wspóczynnik wnikania masy oraz analogi mi dzy obu procesami zdecydowano si na stosowanie poj cia wnikanie ciep a. Inny argument wi e si z samym opisem zachodz cego procesu. Przejmowanie ciep a sugeruje, e ciep o zosta o przej te przez inne cia o, najcz ciej jest to cia o sta e. W rzeczywisto ci opisywany równaniem (1.11) proces podaje strumie , który dociera do powierzchni. Ten strumie mo e, ale nie musi, by przej ty przez cia o sta e. Zale y to od warunków, jakie panuj na granicy faz.
Równanie ró niczkowe przewodzenia ciep a
4.1. Sformu owanie równania ró niczkowego przewodzenia ciep a
W podrozdziale 3.2 omówiono proces ustalonego jednokierunkowego przewodzenia ciep a w ciance p askiej, a w podrozdziale 3.3 proces ustalonego przewodzenia ciep a przez ciank cylindryczn . By y to najprostsze przypadki przewodzenia ciep a. Obecnie sporz dzony zostanie ró niczkowy bilans procesu przewodzenia ciep a. Umoliwi on rozwi zanie ka dego szczególnego przypadku procesu przewodzenia ciep a –od tych najprostszych jednokierunkowych procesów po najbardziej ogólne, jakimi s nieustalone procesy przewodzenia ciep a zachodz ce w trzech kierunkach z istniejcym wewn trz rozwa anego obszaru dodatnim lub ujemnym ród em ciep a.
Bilans sporz dzony zostanie dla uk adu prostok tnego. Rozwa any jest ró niczkowy sze cian o bokach d x, dy, d z (rys. 4.1).
Rys. 4.1. Ró niczkowy bilans dla procesu przewodzenia ciep a
