Процессы теплообмена и связанного с ним массообмена

Процессы теплообмена и связанного с ним массообмена играют исключительную роль в природе и технике. Действительно, от них зависит температурный режим окружающей среды. От них зависит протекание рабочего процесса в самых разных технологических установках. Неудивительно поэтому, что теория теплообмена интенсивно развивалась, особенно в последние десятилетия. Это связанно с потребностями теплоэнергетики, атомной энергетики, космонавтики.

Интенсификация различных технологических процессов, а также создание оптимальных с точки зрения энергозатрат установок немыслимо без глубокого изучения теплофизических процессов, которые имеют место в этих установках.

Цель курса – познакомить слушателей с осно­вами теплопередачи, которые происходят в различных электротехнологических установках. В курсе мы рассмотрим коротко основные методы решения задач теплопроводности, в том числе и численные методы с применением компьютерной техники. Один из разделов будет посвящен кон­вективному и радиационному теплообмену. В конце курса рассмот­рим решение задачи теплопроводности с помощью численного ме­тода – метода конечных элементов.

Тепловые процессы в ЭТУ – это довольно сложные физиче­ские явления. При анализе физических процессов необходимо выяс­нить их движущие силы. При этом сложные процессы часто рас­сматривают как совокупность простых явлений. То есть, неизбежны некоторые упрощения. Так обстоит дело и при изучении теплопере­носа. Обычно эти процессы теплопереноса связаны с процессами массообмена. В совокупности эти явления рассматриваются в про­цессах сушки, испарения, когда передача тепла обусловлена не только собственно теплопередачей, но и движением массы испаряе­мой влаги.

Во многих процессах теплообработки, массообмен не играет существенной роли. Например, при нагреве различных твердых объ­ектов. В нашем курсе в большинстве случаев мы будем пренебрегать процессами массообмена.

В соответствии с поставленными задачами данный курс обычно подразделялся на две части:

- в первой части (основной) мы будем рассматривать различ­ные виды теплообмена (теплопроводность, конвективный и радиационный теплообмен);

- во второй части – рассмотрим теоретические основы электронагрева в различных установках: в печах сопротивле­ния, в установках индукционного, дугового, диэлектриче­ского, плазменного нагрева, в электронно-лучевых нагре­вательных установках.

В учебной программе бакалавров из-за ограниченности часов лекций рассматривается только 1-я часть, а процессы термообработки в различных установках изучаются в соответствующих спецкурсах.