WYSYŁKA DZISIAJ !!!
CODZIENNIE W DNI ROBOCZE
WYSTARCZY DO GODZ. 13.00 wysłać do nas:
1) deklarację odbioru przesyłki "za pobraniem" lub 2) skan przelewu albo 3) wpłacić za pośrednictwem "PayU"
PRZEPŁYW CIEPŁA
Edward Kostowski
Stan książki/ek: NOWA Wydawnictwo: POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ Stron: 398 Nakład: 250 egz. Format: B5
Spis treści: PRZEDMOWA...........................11 WYKAZ OZNACZEŃ................. 12 WPROWADZENIE............ 18 1. PODSTAWOWE POJĘCIA I PRAWA PRZEWODZENIA CIEPŁA............... 20 1.1. Pole temperatury, prawo Fouriera .. 20 1.2. Przewodność cieplna...... 22 1.3. Równanie różniczkowe nieustalonego przewodzenia ciepła ...... 26 1.4. Warunki początkowe i brzegowe..... 30 1.5. Bezwymiarowa forma równania przewodzenia ciepła........... 32 2. JEDNOWYMIAROWE USTALONE PRZEWODZENIE I PRZENIKANIE CIEPŁA ... 35 2.1. Przegroda płaska..............35 2.1.1. Zastępczy współczynnik przewodzenia ciepła ............ 39 2.2. Przegroda cylindryczna .............. 41 Odnoszenie k na powierzchnię płaską Ai.... 44 2.2.1. Krytyczna i ekonomiczna grubość izolacji ...45 2.3. Przegroda kulista .............. 47 2.4. Jednowymiarowe przewodzenie ciepła dla A zależnego od temperatury .........49 2.5. Przenikanie ciepła przez przegrodę dowolną.................. 51 2.6. Współczynnik przenikania ciepła..... 52 2.6.1. Opory zanieczyszczeń (osadu) ........ 52 2.6.2. Zwiększenie współczynnika przenikania ciepła przez rozwinięcie powierzchni ........ 53 3. PRZEWODZENIE CIEPŁA W PRĘTACH I ŻEBRACH, PRZEGRODY OŻEBROWANE. . 55 3.1. Pręt lub żebro o stałym przekroju ... 55 3.1.1. Przypadki szczególne .......57 Pręt nieskończenie długi ............................ 57 Pręt o skończonej długości L nie zaizolowany na końcu .... 57 Pręt o skończonej długości zaizolowany na końcu ........ 58 Przedłużanie żebra lub pręta, tulejka termometryczna .... 58 3.2. Pręty lub żebra o zmiennym przekroju ...................... 59 3.2.1. Okrągłe żebro płaskie (pierścień o stałej grubości) ........ 60 3.2.2. Żebro proste o profilu trójkątnym ... 62 3.2.3. Żebro proste lub pręt o profilu dowolnym ............... 64 3.3. Sprawność żebra.................65 3.3.1. Efektywność żebra .............68 3.4. Optymalizacja żeber ............ 70 3.5. Przenikanie ciepła przez przegrodę ożebrowaną............... 73 3.6. Płyty grzejne ........................................... 75 3.7. Ścianka ożebrowaną ........... 80 4. WYBRANE ZAGADNIENIA USTALONEGO PRZEWODZENIA CIEPŁA ......... 82 4.1. Ustalone przewodzenie ciepła przy istnieniu wewnętrznych źródeł ciepła......... 82 4.1.1. Płaska płyta o nieograniczonych rozmiarach ............ 83 4.1.2. Walec o promieniu R.............84 4.2. Dwuwymiarowe (płaskie) bezźródłowe ustalone pole temperatury . 85 4.2.1. Metoda rozdzielenia zmiennych...... 85 4.2.2. Metoda źródeł i upustów...........90 4.2.3. Metoda graficzna................................... 93 4.2.4. Metody analogowe.................................. 96 4.2.5. Naroża ........................................... 97 5. NIEUSTALONE PRZEWODZENIE CIEPŁA.... 98 5.1. Nieustalone przewodzenie ciepła w nieskończonej płycie przy skokowej zmianie temperatury ośrodka ..................... 98 5.1.1. Rozwiązanie dla początkowego liniowego rozkładu temperatury 105 5.2. Przewodzenie nieustalone w nieskończonym walcu ............ 106 5.3. Nieustalone nagrzewanie lub ochładzanie kuli o promieniu r0 . . . . 109 5.4. Nieustalone przewodzenie ciepła w ciele półnieskończonym ..... 110 5.5. Systemy wielowymiarowe........ 114 5.6. Stan uporządkowany przewodzenia ciepła 116 5.7. Ochładzanie lub ogrzewanie ciała o małym oporze cieplnym..... 117 5.8. Nieustalone przewodzenie ciepła przy zmiennej temperaturze ośrodka.......... 118 5.8.1. Płaska płyta, liniowa zmiana temperatury ośrodka ....... 119 5.8.2. Przewodzenie ciepła w ciele półnieskończonym przy okresowej zmianie temperatury powierzchni............. 120 5.9. Przewodzenie ciepła przy zmianie stanu skupienia ciała stałego . . 122 5.9.1. Rozwiązanie uproszczone dla krzepnięcia cieczy.......... 125 5.10. Inne metody analityczne rozwiązywania zagadnień nieustalonego przewodzenia ciepła.......................... 125 6. NUMERYCZNE METODY ROZWIĄZYWANIA ZAGADNIEŃ PRZEWODZENIA CIEPŁA 126 6.1. Jednowymiarowe nieustalone przewodzenie ciepła ............ 127 6.2. Metoda bilansów elementarnych ....... 130 6.2.1. Równania różnicowe dla warstw niejednorodnych ........ 131 Węzły przypowierzchniowe .......................... 131 Warstwy niejednorodne ............................. 133 Węzły w pobliżu płaszczyzn symetrii ...134 6.2.2. Zagadnienia wielowymiarowe .........134 Elementy różnicowe w różnych układach współrzędnych . . 136 6.2.3. Brzeg obszaru ..................................... 138 Węzeł na brzegu zakrzywionym.............138 Węzły nie leżące na brzegu obszaru.............138 6.2.4. Tok postępowania w metodzie jawnej .... 139 6.3. Metoda Cranka-Nicolsona — ujęcie bilansowe................ 140 6.4. Ograniczenie długości kroku czasowego w metodzie różnic skończonych 144 6.4.1. Metoda różnic skończonych — schemat ogólny ........... 145 Stabilność rozwiązania i ograniczenia kroku czasowego ... 146 Interpretacja czynnika w ............................ 148 6.5. Ustalone przewodzenie ciepła (pole bez źródeł ciepła) .......... 149 6.5.1. Rozwiązywanie układu równań liniowych............... 151 6.5.2. Metoda Monte Carlo ...........153 Uwzględnienie źródeł ciepła.......................... 154 6.6. Metody analogowe rozwiązywania zagadnień przewodzenia ciepła 154 7. KONWEKCJA................156 7.1. Podstawowe równania przejmowania ciepła .................. 157 7.1.1. Równanie wymiany ciepła .... 157 7.1.2. Równanie przewodzenia ciepła........ 158 7.1.3. Równanie ruchu płynu ..........158 7.1.4. Równanie ciągłości strugi.........161 7.2. Wpływ burzliwości na postać równań .... 162 7.3. Warunki jednoznaczności......... 163 7.4. Teoria podobieństwa ............163 7.4.1. Twierdzenia teorii podobieństwa .. 168 7.5. Analiza wymiarowa ...............169 7.6. Średnia temperatura płynu ....... 171 7.7. Średnica ekwiwalentna ...... 172 8. KONWEKCJA WYMUSZONA....... 173 8.1. Wnikanie ciepła podczas przepływu wzdłuż płaskiej płyty....... 173 8.1.1. Przepływ laminarny — rozwiązanie ścisłe .............. 174 8.1.2. Przepływ laminarny — rozwiązanie przybliżone ......... 177 8.1.3. Wzory robocze do obliczania współczynnika a............ 178 8.1.4. Związek pomiędzy wymianą ciepła a oporami przepływu (analogia Colburna)... 179 8.2. Wnikanie ciepła podczas poprzecznego opływu walca........... 181 8.2.1. Opływ kuli i walców niekołowych .. 184 8.2.2. Konwekcja podczas poprzecznego opływu pęczków rur..... 185 8.2.3. Opływ żeber i rur ożebrowanych ... 187 8.3. Grawitacyjny spływ cieczy ......... 189 8.4. Wnikanie ciepła podczas wymuszonego przepływu płynu w przewodach 192 8.4.1. Przepływ laminarny w prostej rurze ..... 192 Rozwiązanie dla stałego strumienia ciepła na ściance ..... 194 Rozwiązanie dla stałej temperatury ścianki .. 195 8.4.2. Przepływ turbulentny w prostej rurze.... 199 Uproszczone równanie wielkościowe dla przepływu płynu w rurze .......... 202 8.4.3. Przepływ przejściowy .........202 8.4.4. Wpływy uboczne ....................204 Kierunek przepływu ciepła .......................... 204 Odcinek rozbiegowy ................................ 204 Wpływ krzywizny kanału............................ 205 Kanał o przekroju niekołowym ....................... 206 8.5. Konwekcja w ciekłych metalach......... 206 9. KONWEKCJA SWOBODNA....... 208 9.1. Rozwiązanie analityczne ............. 209 9.1.1. Rozwiązanie ścisłe dla pionowej ścianki płaskiej w przestrzeni nieograniczonej ... 209 9.1.2. Rozwiązanie przybliżone dla pionowej ścianki płaskiej .... 211 9.2. Zależności empiryczne dla konwekcji swobodnej............... 214 9.2.1. Zależności empiryczne w przypadku stałego strumienia ciepła .................................. 215 9.2.2. Wzory uproszczone ...............216 9.3. Konwekcja swobodna w przestrzeni ograniczonej i zamkniętej . . . 216 9.4. Równoczesna konwekcja swobodna i wymuszona .............. 218 10. KONWEKCJA PRZY ZMIANIE STANU SKUPIENIA...................... 219 10.1. Wymiana ciepła podczas skraplania par ..................... 220 10.1.1. Skraplanie pary na ściance pionowej i pochyłej ......... 222 Turbulentny spływ kondensatu...................... 224 10.1.2. Skraplanie pary na rurze poziomej.................... 225 10.1.3. Inne czynniki wpływające na a podczas skraplania par .... 227 Wpływ prędkości pary ............................. 227 Skraplanie pary przegrzanej ........................ 228 Skraplanie wewnątrz rur poziomych.....229 Skraplanie w obecności gazu obojętnego.......231 10.1.4. Kondensacja kroplowa ..............232 10.2. Wrzenie cieczy........................233 10.2.1. Powstawanie i wzrost pęcherzyków pary............... 237 10.2.2. Wyniki badań i zależności kryterialne................. 239 Swobodne wrzenie pęcherzykowe ........239 Wzory uproszczone dla wrzenia pęcherzykowego........ 241 Krytyczny strumień ciepła.......................... 242 10.2.3. Wrzenie błonowe .............243 10.2.4. Wrzenie podczas konwekcji wymuszonej 244 11. PROMIENIOWANIE CIEPLNE...... 247 11.1. Podstawowe pojęcia i prawa promieniowania ................. 248 11.1.1. Prawo Kirchhoffa ................250 11.1.2. Podstawowe pojęcia...............251 11.1.3. Prawo Lamberta ......................253 11.1.4. Prawo Plancka ................................... 255 11.1.5. Prawo Wiena ..................................... 257 11.1.6. Prawo Stefana - Boltzmanna ... 258 11.1.7. Funkcja promieniowania ...........260 11.2. Emisyjność ciał ....................262 11.3. Radiacyjna wymiana ciepła w ośrodku diatermicznym ......... 265 11.3.1. Emisja własna, jasność, opromieniowanie .............. 265 11.3.2. Stosunek konfiguracji...........266 Obliczanie stosunku konfiguracji — wzór ogólny........ 267 Metoda optyczna wyznaczania stosunków konfiguracji . . . 269 Metoda nitkowa .................................. 270 Algebra stosunków konfiguracji ..................... 271 11.3.3. Wymiana ciepła przez promieniowanie pomiędzy dwiema równoległymi, płaskimi powierzchniami................ 272 Metoda wielokrotnych odbić.......................... 272 Metoda jasności .................................. 274 11.3.4. Wymiana ciepła między dwiema powierzchniami zamyka¬jącymi przestrzeń, z których jedna jest niewklęsła ...... 275 Zastąpienie powierzchni wklęsłej płaską obwiednią ..... 277 11.3.5. Radiacyjna wymiana ciepła w układzie wielopowierzchniowym....... 278 Układ trójpowierzchniowy zamknięty z powierzchnią 3 wklęsłą ... 279 Układ dwupowierzchniowy otwarty ..........282- 11.3.6. Analogia elektryczna.............283 11.3.7. Działanie ekranów ................285 11.4. Radiacyjny współczynnik wnikania ciepła.................... 286 12. PROMIENIOWANIE SUBSTANCJI CZĘŚCIOWO PRZEZROCZYSTYCH.......... 288 12.1. Absorpcyjność, emisyjność i transmisyjność substancji częściowo przezroczystych .. 288 Promieniowanie objętościowe ....................... 291 12.2. Zastępcza grubość warstwy gazu promieniującego ............. 291 12.3. Równanie transportu energii promienistej ................... 293 12.4. Promieniowanie gazów technicznych .................... 296 12.4.1. Emisyjność i absorpcyjność C02 i H20 ................. 297 Modele gazu promieniującego, absorpcyjność C02 i H20. . . 299 12.4.2. Emisyjność cząstek stałych zawartych w gazie........... 301 Emisyjność sadzy ................................. 302 Emisyjność płomienia.............................. 304 12.4.3. Emisyjność i absorpcyjność spalin.... 305 Wzory przybliżone................................. 305 Absorpcyjność gazu nieszarego.........309 Spaliny zapylone lub zawierające sadzę...310 12.5. Model pasmowy promieniowania gazów 311 12.5.1. Model pasm szerokich Edwardsa - Balakrishnana ....... 312 Określenie hirudina emisyjności gazu......................... 317 12.6. Zastępczy gaz realny............... 318 13. WYMIANA CIEPŁA W PRZESTRZENI WYPEŁNIONEJ GAZEM PROMIENIUJĄCYM 321 13.1. Przepływ ciepła pomiędzy gazem promieniującym a ścianką..... 321 13.1.1. Porównanie rozwiązań: gaz szary - gaz nieszary......... 323 13.2. System wielopowierzchniowy wypełniony gazem o wyrównanej temperaturze........ 324 13.2.1. Układ dwupowierzchniowy zamknięty z gazem szarym w środku.................326 Analiza radiacyjnej wymiany ciepła......327 13.3. Radiacyjny przepływ ciepła w ośrodku nieizotermicznym........ 331 13.3.1. Powierzchnie wzajemnej wymiany ciepła............... 333 13.3.2. Metoda podziału strefowego........ 336 13.4. Model pasmowy radiacyjnej wymiany ciepła dla gazów ......... 338 13.4.1. Przykład zastosowania modelu pasmowego do obliczania radiacyjnej wymiany ciepła....340 14. WYMIENNIKI CIEPŁA................ 344 14.1. Rekuperatory współprądowe i przeciwprądowe................ 345 14.1.1. Rozkład temperatur czynników .... 346 Współprąd....................................... 346 Przeciwprąd ..................................... 347 Skraplacz i parowacz .............................. 348 Zależności bezwymiarowe .......................... 349 Wielkości graniczne ............................... 350 14.1.2. Średnia różnica temperatur i powierzchnia wymiany ciepła 351 14.2. Bezwymiarowa analiza rekuperatorów — metoda O, P, R ....... 352 14.2.1. Porównanie współprądu i przeciwprądu 354 14.2.2. Zestawy rekuperatorów ........355 14.3. Rekuperator krzyżowoprądowy .... 357 14.4. Rekuperatory o złożonym przepływie czynników .. 361 14.5. Metoda efektywności cieplnej (e, NTU) ...................... 363 14.5.1. Porównanie przedstawionych metod .. 364 14.6. Zagadnienie dodatkowe związane z obliczaniem wymienników ciepła 365 14.6.1. Uwzględnienie strat ciepła do otoczenia ............... 365 14.6.2. Obliczenia dla zmiennego współczynnika przenikania ciepła...... 366 14.6.3. Obliczanie średnich temperatur czynników ............ 366 14.7. Wymienniki „trójczynnikowe"..........367 14.7.1. Element Fielda ................................... 368 14.7.2. Wymiennik pętlicowy ................371 14.8. Regeneratory.............................372 14.8.1. Obliczanie powierzchni wymiany ciepła w regeneratorze . . 375 Współczynnik przekazywania ciepła kc.....377 Sprawność cieplna wypełnienia (ciepło zredukowane) .... 377 Zastępcza grubość wypełnienia ...................... 379 Powierzchnia i średnia różnica temperatury . 379 14.8.2. Metody obliczania regeneratorów .... 379 Metoda Heiligenstaedta............................ 380 Metoda Hausena.................................. 381 Metody Rummla i Schacka ......................... 383 Porównanie przedstawionych metod obliczeniowych...... 384 14.8.3. Rozkład temperatur w regeneratorze .... 384 Metody analityczne ............................... 385 Metody numeryczne (różnic skończonych) — omówienie . . 389 14.8.4. Obliczanie powierzchni regeneratora za pomocą metody efektywności cieplnej .... 389 14.8.5. Obliczanie rozkładu temperatury w regeneratorze obrotowym........... 392 LITERATURA................................................. 393 Z okładki: Przepływ ciepła jest jednym z ważniejszych zjawisk, z jakimi spotykamy się w praktyce inżynierskiej. Podręcznik zawiera wykład wiadomości dotyczących trzech podstawowych mechanizmów transportu ciepła, tj. przewodzenia, konwekcji i promieniowania. Duża cześć książki jest poświęcona wymiennikom ciepła (w tym regeneratorom). Szerzej nił w innych dostępnych podręcznikach przedstawiono promieniowanie cieplne, w tym między innymi model pasmowy promieniowania gazów. Zamieszczone notki przedstawiają literaturę źródłowa oraz wkład ośrodka gliwickiego hirudina do rozwoju tej dyscypliny. Materiał obejmuje tematykę studiów na wydziałach mechanicznych politechnik, a także innych kierunkach, np. inżynierii środowiska, metalurgii, inżynierii chemicznej itp. Z tego względu studenci i absolwenci wymienio nych kierunków, w tym zwłaszcza inżynierowie mechanicy energetycy, są głównymi adresatami niniejszego podręcznika. Słowa kluczowe: ♦ przepływ ciepła ♦ pole temperatury ♦ przewodzenie ciepła ♦ konwekcja wymuszona ♦ konwekcja swobodna ♦ konwekcja podczas wrzenia ♦ konwekcja podczas skraplania ♦ promieniowanie cieplne ♦ modele promieniowania gazów ♦ wymienniki ciepła ♦ regeneratory
CHCESZ PRZED ZAKUPEM ZAPOZNAĆ SIĘ Z OFEROWANĄ KSIĄŻKĄ NAPISZ DO NAS MAILA, A OTRZYMASZ DARMOWY FRAGMENT!!!
Zobacz nasze pozostałe oferty: | |