Тепломассообмен в материалах и процессах

Цели и задачи дисциплины

Ознакомление обучающихся с процессами переноса теплоты и массы, с физико-математическими моделями этих процессов, освоение обучающимися простейших методов их применения для расчета температурных полей, тепловых потоков, потоков вещества в элементах теплотехнических и теплотехнологических установок

Краткое содержание дисциплины

Теплопроводность. Уравнение сохранения энергии, закон Фурье, краевые условия задач теплопроводности. Теплопроводность через плоскую стенку. Теплопроводность через цилиндрическую стенку. Конвективный теплообмен в однокомпонентной среде. Анализ теплообмена при ламинарном течении в пограничном слое мето-дами размерностей. Условные толщины пограничного слоя. Интегральные уравнения импульса и энергии. Переход ламинарного течения в турбулентное. Аналогия Рейнольдса для теплообмена при турбулентном течении в пограничном слое, ее модернизированный вариант (двухслойная схема), расчетные соотношения для теплоотдачи. Конвективный теплообмен при высоких скоростях течения. Теплообмен при поперечном обтекании одиночного цилиндра и пучков труб. Теплообмен при течении жидкости в каналах. Математическое описание, среднемассовая скорость и температура. Теплообмен при свободной конвекции. Теплообмен при фазовых превращениях. Совместные процессы тепло- и массопереноса. Теплообмен излучением. Основные понятия и законы излучения. Законы теплового излучения (Планка, Вина, Стефана-Больцмана, Кирхгофа, Ламберта). Излучение реальных тел. Радиационные свойства реальных материалов. Современные теплообменные системы: парогенераторы тепловых электрических станций, ядерные энергетические реакторы, камеры сгорания ракетных двигателей, бланкет термоядерного реактора. Теплообменные аппараты: рекуперативные, регенеративные, смесительные. и совместного (конвективно-лучистого) нагрева.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Выпускник должен обладать:

ОПК-4 Способен проводить измерения и наблюдения в сфере профессиональной деятельности, обрабатывать и представлять экспериментальные данные
ОПК-6 Способен принимать обоснованные технические решения в профессиональной деятельности, выбирать эффективные и безопасные технические средства и технологии