Zagadnienia wymiany ciepła i masy w inżynierii środowiska Szklarowski

Charakterystyka:

Zagadnienia wymiany ciepła i masy w inżynierii środowiska

Autor: aleksander Szkarowski, Anatoliy Pavlenko, Anna Koshlak

205 stron
format: B5
oprawa: miękka
Rok wydania: 2017
ISBN: 978-83-7365-477-8

W monografii przedstawiono współczesną wiedzę w zakresie teorii i praktyki wymiany ciepła i ruchu masy. W wielu kwestiach zaprezentowano autorskie spojrzenie na rozpatrywane zagadnienia, oparte na wieloletnim naukowym doświadczeniu. Niektóre z rozpatrywanych zagadnień wykraczają poza ramy tradycyjnych akademickich kursów wymiany ciepła i masy. Monografia na ogół zorientowana została na wymagającego czytelnika, zdolnego do kreatywnego przyswajania złożonej wiedzy.
W dwóch pierwszych rozdziałach książki przedstawiono współczesny wizerunek teorii przewodności cieplnej i promieniowania cieplnego. Rozpatrzono podstawowe reguły tych zjawisk oraz ich zastosowanie w technice, w tym również kwestie problemowe.
Począwszy od rozdziału trzeciego, gdzie przedstawiana jest konwekcyjna wymiana ciepła, dogłębnie badane są powiązane kwestie ruchu masy. Konsekwentnie rozpatruje się podstawy teorii podobieństwa, zagadnienia złożonej wymiany ciepła, metody rozwiązywania specjalnych teoretycznych i praktycznych zadań. Istotną uwagę zwrócono na hydrodynamiczne reguły wymiany ciepła podczas wrzenia i skraplania. Szczególne miejsce w monografii zajmują kwestie budowy i obliczeń wymienników ciepła.
Większość poruszanych w książce zagadnień, zjawisk i zależności ma charakter uniwersalny. Jednak w pierwszej kolejności autorzy zwracają uwagę za ich zastosowanie w technice cieplnej i inżynierii środowiska. Do takich zakresów należą zagadnienia ciepłownictwa, instalacji grzewczych, wentylacji i klimatyzacji. Tym właśnie zagadnieniom poświęcone są liczne przykłady obliczeniowe, poprzedzane przedstawieniem materiałów teoretycznych. Książka zawiera obszerny materiał poradniczy, który daje możliwość samodzielnego wykonywania większości obliczeń technicznych.

Spis treści:
Przedmowa

1. Przewodność cieplna
1.1. Pole temperaturowe
1.2. Gradient temperatury
1.3. Prawo Fourier‘a
1.4. Ustalone przewodzenie ciepła przez jednowarstwową ścianę płaską
1.5. Ustalone przewodzenie ciepła przez wielowarstwową ścianę płaską
1.6. Ustalone przewodzenie ciepła przez ścianę cylindryczną
1.7. Równanie różniczkowe przewodności cieplnej

2. Promieniowanie cieplne
2.1. Ogólne wiadomości o promieniowaniu
2.2. Podstawowe definicje teorii promieniowania
2.3. Podstawowe prawa teorii promieniowania
2.3.1. Prawo Planka
2.3.2. Prawo Wiena
2.3.3. Prawo Stefana-Boltzmanna
2.4. Rodzaje spektrów promieniowania
2.4.1. Promieniowanie ciał szarych
2.4.2. Promieniowanie ciał nie szarych
2.5. Prawo Kirchhoffa
2.6. Prawo Lamberta
2.7. Przypadki wymiany energii na drodze promieniowania
2.7.1. Promieniowanie między dwiema równoległymi płaszczyznami
2.7.2. Promieniowanie między płaszczyznami przez ekran
2.7.3. Promieniowanie w zamkniętej przestrzeni
2.8. Współczynniki kątowe
2.9. Wymiana energii przez promieniowanie między ciałami szarymi
o dowolnej orientacji w przestrzeni
2.10. Promieniowanie gazów

3. Konwekcyjna wymiana ciepła
3.1. Ogólne wiadomości o konwekcyjnej wymianie ciepła
3.2. Teoretyczne określenie współczynnika przejmowania ciepła
3.3. Doświadczalne określenie współczynnika przejmowania ciepła
3.4. Różniczkowe równanie wymiany ciepła w ośrodku ruchomym
3.5. Równania przepływu
3.6. Równanie ciągłości strumienia
3.7. Warunki brzegowe
3.8. Podstawy teorii podobieństwa
3.1.1. Postulaty teorii podobieństwa
3.9. Analiza wymiarowa. Twierdzenie ?
3.10. Warunki podobieństwa hydromechanicznego
3.11. Warunki podobieństwa termicznego
3.12. Kryterialne równania konwekcyjnej wymiany ciepła

4. Złożona wymiana ciepła
4.1. Metodologia rozwiązywania zagadnień złożonej wymiany ciepła
4.2. Swobodna, konwekcyjna wymiana ciepła w przestrzeni nieograniczonej
4.3. Swobodna, konwekcyjna wymiana ciepła w przestrzeni ograniczonej
4.4. Przejmowanie ciepła przy wymuszonym przepływie w rurach
4.4.1. Przepływ laminarny
4.4.2. Przepływ turbulentny
4.5. Przejmowanie ciepła przy podłużnym opływie płyt
4.6. Przejmowanie ciepła w kanale o przekroju pierścieniowym
4.7. Wymiana ciepła przy wymuszonym, poprzecznym omywaniu rur
4.7.1. Przejmowanie ciepła dla pojedynczej rury
4.7.2. Przejmowanie ciepła dla pęczka rur
4.8. Przenikanie ciepła
4.9. Wymiana ciepła w przypadku powierzchni cylindrycznych
4.9.1. Przejmowanie ciepła na powierzchni cylindrycznej
4.9.2. Przenikanie ciepła przez ściankę cylindryczną

5. Wymienniki ciepła
5.1. Podstawy teoretyczne wymiany ciepła i masy
w wymiennikach ciepła
5.1.1. Bilans ciepła i masy w układach otwartych
5.2. Rodzaje wymienników stosowanych w inżynierii środowiska
5.3. Wymiana ciepła w wymiennikach
5.3.1. Bilans cieplny wymiennika
5.3.2. Wymiana ciepła w wymiennikach przepływowych
"woda-woda"
5.3.3. Wymiana ciepła w wymiennikach pojemnościowych
"woda-woda"
5.3.4. Wymiana ciepła w wymiennikach przepływowych
"para-woda"
5.3.5. Wymiana ciepła w wymiennikach pojemnościowych
"para-woda"
5.3.6. Szczegóły wymiany ciepła w wymiennikach pracujących
na przegrzanej parze oraz ze schładzaniem kondensatu
5.3.7. Uwzględnienie możliwości akumulacyjnych
wymienników pojemnościowych
5.4. Określenie właściwości fizycznych wody
5.5. Obliczenia cieplne i hydrauliczne wymienników ciepła
5.5.1. Rodzaje obliczeń wymienników ciepła
5.5.2. Przykładowe charakterystyki wymienników
5.5.3. Obliczenia komputerowe

6. Matematyczne metody rozwiązywania specjalnych
zagadnień przewodności cieplnej
6.1. Równanie różniczkowe przewodności cieplnej
6.2. Szczegółowe przypadki równań różniczkowych
przewodności cieplnej
6.2.1. Klasyfikacja zagadnień przewodności cieplnej
6.2.2. Niestacjonarne pola temperaturowe
6.2.3. Ciała o nieograniczonej i ograniczonej przewodności cieplnej
6.3. Nagrzanie ciał termicznie cienkich
6.3.1. Nagrzanie ciał cienkich stałym strumieniem cieplnym
6.3.2. Nagrzanie ciał cienkich przy stałej temperaturze
6.3.3. Wpływ kształtu ciała na czas nagrzewania
6.4. Nagrzanie ciał o ograniczonej przewodności cieplnej
6.5. Rozwiązywanie równania różniczkowego przewodności cieplnej

7. Wymiana ciepła w procesach zmiany stanu skupienia
7.1. Wymiana ciepła podczas wrzenia i parowania
7.2. Wymiana ciepła podczas skraplania pary

8. Dyfuzja molekularna
8.1. Podstawowe definicje teorii wymiany masy
8.2. Rodzaje wymiany masy
8.3. Charakterystyki ilościowe transportu masy
8.4. Bilans materialny transportu masy
8.5. Prawo dyfuzji molekularnej (prawo Ficka)
8.6. Współczynnik dyfuzji molekularnej
8.6.1. Współczynnik dyfuzji molekularnej w gazach
8.7. Stacjonarna, jednowymiarowa dyfuzja molekularna
8.8. Metody określenia charakterystyk dyfuzji molekularnej

9. Konwekcyjna wymiana masy
9.1. Dyfuzja konwekcyjna
9.2. Równanie różniczkowe konwekcyjnej wymiany masy
9.3. Wpływ konwekcyjnej wymiany masy przy parowaniu
na intensywność wymiany ciepła
9.3.1. Wymiana ciepła i masy przy parowaniu ze swobodnego
zwierciadła wody
9.3.2. Wymiana ciepła i masy między powierzchnią
kropli a powietrzem

Literatura

Załączniki

Streszczenie

Summary