Тепломассообмен
Тепломассообме́н — дисциплина изучающая закономерности процессов теплообмена сопровождающихся переносом вещества, то есть, массообменом[1]:8.
Тепломассообмен в технике[править | править код]
На практике, тепломассообмен происходит во многих технических системах, использующих в своей работе жидкие или газообразные среды. Это — котельные установки, тепловые сети, литейное производство, различное теплообменное оборудование, например, электростанций, конструкции зданий и сооружений и т. д. Сама рабочая среда, при этом, чистое вещество или различные смеси и растворы, может оставаться постоянной или, меняя агрегатное состояние, осуществлять фазовые переходы, такие как, испарение в паровоздушную среду, конденсация пара из смеси «пар — воздух», остывание расплавов и т. п.
К технологиям, в основе которых лежат тепломассообменные процессы, относят следующие[2]:
- Зональная плавка
- Кристаллизация
- Сушка
- Сублимация (возгонка)
- Дистилляция
- Растворение
- Увлажнение
- Набухание
- Тепловые насосы
Предмет изучения тепломассобмена[править | править код]
Процесс тепломассообмена не может быть сведён к простой сумме теплопередачи и перемещения массы. Причина в том, что, в технике, обычно, течение жидкостей или газов сопровождается неравномерным распределением температуры, а иногда, как следствие, давления. При этом механические свойства среды — плотность, вязкость, теплопроводность, могут сами зна́чимо зависеть от этих параметров. То есть, вопросы распространения тепла в среде и движение среды становятся связанными. Дополнительной сложностью может стать неустойчивость текущего состояния таких сред.
Итак, в зависимости от конкретных условий, процессы тепломассообмена протекают по-разному. Они имеют различные закономерности развития и описываются различными математическими уравнениями. Исследование подобных особенностей и является предметом изучения тепломассообмена[1]:6.
Методы решения задач тепломассобмена[править | править код]
Задачи тепломассобмена формулируются в математической форме при помощи уравнений гидродинамики[3]. Затем они решаются точными и приближенными методами[4].
Дополнительные сведения[править | править код]
Тепломассообмен, в отличие от термодинамики, рассматривает развитие процессов в пространстве и времени. Расчёт процессов тепломассообмена позволяет определить распределения температур, концентраций компонентов смеси, а также потоков теплоты и массы среды как функции координат и времени.
Существенный вклад в развитие теории тепломассообмена среди отечественных учёных, внесли: А. И. Вейник[5], М. В. Кирпичёв, С. С. Кутателадзе, А. В. Лыков, Б. С. Петухов, В. И. Субботин[6]:3.
См. также[править | править код]
Примечания[править | править код]
- ↑ 1 2 Орлов М. Е. Теоретические основы теплотехники. Тепломассообмен: учебное пособие.— Ульяновск: Изд. УлГТУ,— 2013.— 204 с. ISBN 978-5-9795-1148-1. Дата обращения: 21 июля 2014. Архивировано 1 ноября 2019 года.
- ↑ Массообмен // Химическая энциклопедия на сайте Edudic.ru. Дата обращения: 22 июля 2014. Архивировано 29 сентября 2019 года.
- ↑ Котляр, 1987, с. 3—65.
- ↑ Котляр, 1987, с. 66—298.
- ↑ Член-корреспондент Вейник Альберт-Виктор Иозефович // Официальный сайт Национальной академии наук Беларуси. Дата обращения: 21 июля 2014. Архивировано 27 июля 2014 года.
- ↑ Суслов В. А. Тепломассообмен: учебное пособие, 3-е изд., перераб. и доп., — Санкт-Петербург: Изд. ГОУ ВПО СПбГТУРП.— 2008.— 120 с. ISBN 5-230-14398-3. Дата обращения: 21 июля 2014. Архивировано 29 июля 2014 года.
Литература[править | править код]
- Лыков А. В. Тепломассообмен: (Справочник). 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергия.— 1978.— 480 с.
- В. И. Байков, Н. В. Павлюкевич «Теплофизика. Т.1»
- В. И. Байков, Н. В. Павлюкевич, А. К. Федотов, А. И. Шнип «Теплофизика. Т.2»
- Котляр Я. М., Совершенный В. Д., Стриженов Д. С. Методы и задачи тепломассообмена. — М.: Машиностроение, 1987. — 320 с.
- Тепломассообмен, термохимическое и термоэрозионное разрушение тепловой защиты : [курс лекций] / Д. С. Михатулин, Ю. В. Полежаев, Д. Л. Ревизников. — Москва : Янус-К, 2011. — 516, [1] с., [20] л. ил. : ил.; 22 см; ISBN 978-5-8037-0522-2 (издано по гранту РФФИ).