Wymiana ciepła. Wykorzystanie programu MathCad do obliczeń i analizy procesów wymiany ciepła. Tom 1. Wydanie II-poszerzone i poprawione Roman Domański

Spis treści książki

Przedmowa do wydania II ..................................................................................... 5
MathCad jako narzędzie ........................................................................................ 7
ROZDZIAŁ 1.
WYMIANA CIEPŁA NA DRODZE PRZEWODZENIA
1.1. Wprowadzenie .............................................................................................. 15
1.2. Przykłady obliczeń dla stanu ustalonego .................................................... 44
1.2.1. Obliczenia dla ścianki płaskiej. Prog_ścianka_płaska.......................... 44
1.2.2. Straty ciepła przez ściankę walcową. Prog_ścianka_walcowa.......... 48
1.2.3. Wymiana ciepła dla żebra prostokątnego prostego.
Prog_żebro_proste.............................................................................. 52
1.2.4. Wymiana ciepła dla żebra okrągłego o przekroju prostokątnym
i trójkątnym. Prog_żebro_okrągłe...................................................... 62
1.2.5. Wymiana ciepła dla żeber o różnych kształtach.
Prog_żebro_uniwersalne .................................................................... 68
1.2.6. Przejmowanie ciepła przez ściankę z λ = f(T). Prog_lambda.............. 74
1.3. Przykłady obliczeń dla stanu nieustalonego............................................... 76
1.3.1. Przewodzenie ciepła w nieskończonej płycie płaskiej. Prog_płyta ... 76
1.3.2. Przewodzenie ciepła w walcu nieskończonym. Prog_walec ............. 83
1.3.3. Nieustalone przewodzenie ciepła w kuli. Prog_kula.......................... 91
1.3.4. Pole temperatur w ciele półnieskończonym. Prog_ciałopółniesk .... 98
1.3.5. Ochładzanie lub ogrzewanie ciał o małym oporze przewodzenia
ciepła. Prog_COMO.............................................................................. 102
1.3.6. Przewodzenie ciepła przy periodycznych zmianach temperatury
powierzchni. Prog_fala........................................................................ 106
ROZDZIAŁ 2.
WYMIANA CIEPŁA NA DRODZE KONWEKCJI
2.1. Wprowadzenie .............................................................................................. 109
2.2. Przykłady obliczeń dla konwekcji................................................................ 134
2.2.1. Wyznaczanie współczynnika przejmowania ciepła α z zależności
kryterialnych dla konwekcji swobodnej. Prog_konwek_swob.......... 134
2.2.2. Wyznaczanie współczynnika przejmowania ciepła α przy
opływie ciał. Prog_konwek_wym........................................................ 143
2.2.3. Wyznaczanie współczynnika wymiany ciepła w szczelinie.
Program_szczelina1 ............................................................................. 161
2.2.4. Konwekcyjne współczynniki przejmowania ciepła
w pomieszczeniach. Prog_alfa_pomieszczenia ................................. 164
ROZDZIAŁ 3.
WYMIANA CIEPŁA PRZY ZMIANIE STANU SKUPIENIA
3.1. Wprowadzenie .............................................................................................. 169
3.2. Przykłady obliczeń dla zmiany stanu skupienia.......................................... 182
3.2.1. Wymiana ciepła przy kondensacji pary. Prog_kondensacja_pion..... 182
3.2.2. Przejmowanie ciepła przy kondensacji pary wewnątrz rur.
Prog_kondensacja_pozioma ............................................................... 194
3.2.3. Obliczanie współczynnika przejmowania ciepła α przy wrzeniu.
Prog_wrzenie ....................................................................................... 203
3.2.4. Pole temperatury w procesie ablacji. Prog_ablacja ........................... 207
ROZDZIAŁ 4.
WYMIANA CIEPŁA NA DRODZE PROMIENIOWANIA
4.1. Wprowadzenie .............................................................................................. 211
4.2. Przykłady obliczeń dla zmiany stanu skupienia.......................................... 236
4.2.1. Prawo Plancka. Prog_plank ................................................................. 236
4.2.2. Prawo Stefana-Boltzmanna. Prog_stefan .......................................... 242
4.2.3. Wymiana ciepła poprzez promieniowanie między gazem
a powierzchniami ciała stałego. Prog_prom_gazy ............................ 248
4.2.4. Ekrany płaskie i walcowe. Prog_ekrany ............................................. 251
4.2.5. Wyznaczanie współczynników konfiguracji.
Prog_wsp_konfiguracji ....................................................................... 257
4.2.6. Promieniowanie kuli. Prog_kula_prom .............................................. 280
ROZDZIAŁ 5.
WYMIENNIKI CIEPŁA
5.1. Wprowadzenie .............................................................................................. 285
5.2. Ocena wymienników z wykorzystaniem NTU. Prog_wymienniki_NTU ... 296
5.3. Rura grzewcza. Prog_rura_grzewcza.......................................................... 298
5.4. Wymiennik ciepła płytowy. Prog_wymiennik_płytowy............................ 304
Zakończenie............................................................................................................ 333
Literatura ................................................................................................................ 335
Tom 2 ROZDZIAŁ 6.
PRZYKŁADY OBLICZEŃ ZŁOŻONYCH PROCESÓW WYMIANY CIEPŁA
6.1. Magazyn energii cieplnej. Prog_magazyn .................................................. 15
6.2. Rurowy wymiennik ciepła. Prog_rurowy ................................................... 20
6.3. Wymiennik ciepła ze zmianą fazy. Prog_wym_ciepła................................ 26
6.4. Zasobnik kulisty do akumulacji energii. Prog_kula_magazyn................... 32
6.5. Chłodzenie pręta reaktora. Prog_kanał_reaktora ..................................... 37
6.6. Ustalone przewodzenie ciepła ze źródłem objętościowym w kulistym
pojemniku z materiałami radioaktywnymi. Prog_kula_odpady ............... 41
6.7. Chłodzenie w powietrzu. Prog_termoelement .......................................... 49
6.8. Przepływ w kanale prostokatnym w stanie ustalonym.
Prog_kanał_prostokątny.............................................................................. 53
6.9. Chłodzenie mikroprocesora. Prog_procesor.............................................. 59
6.10. Przenikanie ciepła przez okno dwuszybowe.
Prog_okno_dwuszybowe............................................................................. 65
6.11. Opływ kuli, wyznaczanie średniego współczynnika przejmowania.
Prog_Whitaker .............................................................................................. 69
6.12. Przejmowanie ciepła z poziomej rury. Prog_rura z metalem .................... 71
6.13. Prawo Wiena. Prog_Wiena .......................................................................... 75
6.14. Chłodzenie kuli. Prog_chłodzenie_kuli ....................................................... 77
6.15. Opływ walca poziomego. Prog_Churchil_Berstein.................................... 81
6.16. Chłodzenie konwekcyjne. Prog_silnik......................................................... 85
6.17. Nagrzewanie drutu oporowego. Prog_drut ............................................... 96
6.18. Konwersja energii promieniowania słonecznego.
Prog_fotoogniowo ....................................................................................... 100
6.19. Wyznaczanie strat ciepła z płaskiego kolektora słonecznego.
Prog_kolektor ............................................................................................... 107
6.20. Wyznaczanie pola temperatury dla pręta paliwowego reaktora
jądrowego. Prog_pręt .................................................................................. 115
6.21. Przepływ w kanale prostokatnym w stanie ustalonym.
Prog_kanał_prostokątny.............................................................................. 121
6.22. Rozwiązanie równania Vernotte’a przy uwzględnieniu i pominięciu
relakscji strumienia.Prog_Vernotte............................................................. 126
6.23. Rozwiązanie dla ścianki walcowej. Prog_ścianka walcowa ...................... 130
6.24. Swobodne spadanie kropli. Prog_kropla.................................................... 132
6.25. Grzejnik rurowy. Prog_grzejnik_rurowy1 ................................................... 135
6.26. Promieniowanie kuli. Prog_kula_prom ...................................................... 138
6.27. Pochłanianie promieniowania laserowego. Prog_impuls_laser............... 142
Przedmowa do wydania II ..................................................................................... 11
MathCad jako narzędzie ........................................................................................ 13
6.28. Wymiana ciepła w elemencie reaktora jadrowego.
Program_reaktor gazowy ............................................................................ 146
6.29. Wyznaczenie strat ciepła z pomieszczenia. Prog_straty............................ 150
6.30. Transport ciepła przez ściankę kompozytową.
Prog_ścianka_kompozytowa....................................................................... 154
6.31. Wpływ promieniowania słonecznego na ściany zewnętrzne.
Prog_ściana_opromieniowana .................................................................... 158
6.32. Podłoga ogrzewana promieniowaniem podczerwonym.
Prog_podłoga................................................................................................ 160
6.33. Wyznaczanie termicznego oporu kontaktowego. Prog_płatek................ 163
6.34. Superpozycja pól temperatury. Prog_superpozycja .................................. 167
ROZDZIAŁ 7.
NUMERYCZNE ROZWIĄZANIA ZAGADNIEŃ WYMIANY CIEPŁA
7.1. Wprowadzenie .............................................................................................. 185
7.1.1. Numeryka tablice .................................................................................. 198
7.1.2. Podstawowe równania dla punktów węzłowych w przypadku
ustalonej wymiany ciepła.............................................................................. 201
7.2. Wyznaczanie pola temperatury przy użyciu funkcji RELAX. Prog_Relax . 202
7.3. Oddziaływanie strumienia laserowego. Prog_laser................................... 204
7.4. Wykorzystanie metody różnic skończonych i konwersji macierzy
w rozwiązywaniu zagadnień wymiany ciepła – materiał z otworami.
Prog_granit ................................................................................................... 209
7.5. Wykorzystanie metody bilansów elementarnych i konwersji macierzy
w rozwiązywaniu zagadnień wymiany ciepła. Prog_piec.......................... 213
7.6. Ustalobne przewodzenie ciepła bez wewnętrznych źródeł.
Prog_Laplace................................................................................................. 217
7.7. Nieustalone przewodzenie ciepła w grubej płycie. Prog_gruba_płyta.... 223
7.8. Nieustalone przewodzenie ciepła w grubej płycie. Prog_gruba_płyta1... 230
7.9. Dwuwymiarowa analiza mostków cieplnych w stanie ustalonym.
Prog_mostek_cieplny................................................................................... 237
7.10. Nieustalone jednowymiarowe pole temperatury w ścianie
opromieniowanej – metoda róznic skończonych.
Prog_ściana_opromieniowana_bilans ........................................................ 245
7.11. Pole temperatur w złożonej strukturze. Prog_naroże............................... 254
Zakończenie............................................................................................................ 265
Literatura ................................................................................................................ 267
Dodatek
Wybrane dane materiałowe
D.1. Tablica 1. Podstawowe stałe fi zyczne........................................................... 271
D.2. Tablica 2. Przewodności cieplne wybranych materiałów ............................ 272
D.3. Tablica 3. Stosunek wartości głównych λ1 i λ2 tensora przewodności
cieplnych dla różnych materiałów ............................................... 272
D.4. Tablica 4. Stosunek wartości głównych λ1 i λ2 tensora przewodności
cieplnych dla różnych materiałów anizotropowych.................... 273
D.5. Tablica 5. Czasy relaksacji i średnie drogi swobodne ................................... 273
D.6. Tablica 6. Emisyjności panchromatyczne wybranych materiałów............... 274
D.7. Tablica 7. Właściwości cieplne wybranych materiałów izolacyjnych .......... 278
D.8. Tablica 8. Właściwości metali [1,5,7,17], inne źródła w tym
internetowe dane z różnych agencji............................................. 282
D.9. Funkcje specjalne stosowane w wymianie ciepła. Prog_Bessel ............... 288
D.10. Przewodność cieplna wybranych metali. Prog_metale ............................ 291
D.11. Reprezentacja wyników pomiarów przez wielomian
dowolnego stopnia. Prog_eutektyka_regresja ......................................... 293
D.12. Wybrane właściwości termiczne materiałów ulegających
przemianom fazowym (PCM). Prog_dane_PCM....................................... 297
D.13. Parametry powietrza w funkcji temperatury na podstawie
różnych prac ................................................................................................ 302
D.14. Przewodność cieplna wybranych ciał stałych............................................ 309
D.15. Przewodności cieplne wybranych gazów.................................................. 318
D.16. Emisyjności całkowita wybranych materiałów w funkcji temperatury
i emisyjność widmowa w funkcji długości fali ........................................... 324

pokaż cały spis treści

ukryj recenzje