В каждом разделе рассмотрены примеры практического применения расчетных формул и зависимостей в виде примеров задач и различных инженерных решений.Представлен также перечень контрольных вопросов для самостоятельного изучения материала.
Курс «Гидравлика и теплотехника» является одной из основополагающих дисциплин при подготовке инженеров, работающих в области защиты окружающей природной среды. Изучение дисциплины необходимо для правильного понимания принципов расчета и конструирования технологического оборудования тепло- и массообменных аппаратов и вентиляционных систем.
Теоретический материал сопровождается иллюстрациями в виде рисунков, графиков, блок-схем и таблиц в объеме, требующем пояснения качественной или количественной связи параметров технологических процессов или физических явлений.
В разделе массообменных процессов рассмотрено практическое применение современных технологий при решении проблем охраны природной среды.
Кордон, Симакин — Теплотехника — Содержание
Часть I. Гидравлика
1. Основные физические свойства жидкостей
1.1 Модель сплошной среды
1.2 Плотность жидкости
1.3 Сжимаемость капельной жидкости
1.4 Температура расширения капельных жидкостей
1.5 Вязкость жидкости
1.6 Испаряемость жидкости
1.7 Растворяемость газов в жидкостях
2. Основы гидростатики
2.1 Основные сведения
2.2 Гидростатическое давление
2.3 Основная теория гидростатики
2.4 Условие равновесия жидкости
2.5 Дифференциальное уравнение равновесия жидкости (Уравнение Эйлера)
2.6 Основное дифференциальное уравнение гидростатики
Контрольные вопросы
2.7 Поверхность уровня
2.8 Равновесие жидкости в поле земного тяготения
2.9 Основное уравнение равновесия жидкости в поле земного тяготения. Закон Паскаля
2.10 Относительное равновесие жидкости в поле сил тяготения
2.11 Приборы для измерения давления
2.12 Равновесие тела в покоящейся жидкости
3. Основы кинематики и динамики жидкости
3.1 Основные понятия и определения кинематики и динамики жидкости
3.2 Гидравлические элементы потока
3.3 Геометрические характеристики потока
3.4 Трубка тока и элементарная струйка
3.5 Расход и средняя скорость потока
3.6 Условие неразрывности или сплошности движения жидкости
3.7 Методы исследования движения жидкости
3.8 Уравнение Эйлера
3.9 Интегрирование уравнения Эйлера для установившегося движения жидкости
3.10 Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости
3.11 Практическое применение уравнения Бернулли
3.12 Гидравлические сопротивления. Режимы движения жидкости
3.13 Потери напора при равномерном движении
3.14 Способы определения потерь напора при равномерном движении жидкости
3.15 Местные гидравлические сопротивления
4. Гидравлический расчет истечения жидкостей
4.1 Общая характеристика истечения
4.2 Истечение жидкости из отверстия в тонкой стенке
4.3 Истечение при переменном напоре
5. Гидравлический удар в трубах
5.1 Физическая сущность гидравлического удара
5.2 Определение ударного давления и скорости распространения ударной волны
5.3 Способы гашения и примеры использования гидравлического удара
6. Гидравлический расчет трубопроводов
6.1 Классификация трубопроводов
6.2 Система уравнений и задачи гидравлического расчета трубопроводов
6.3 Метод расчета простых трубопроводов
6.4 Метод расчета сложных трубопроводов
6.4.1 Метод расхода по удельным гидравлическим сопротивлениям
7. Основы теории подобия, моделирования и анализа размерностей
7.1 Основные положения
7.2 Законы механического подобия
7.2.1 Геометрическое подобие
7.2.2 Кинематическое подобие
7.2.3 Динамическое подобие
7.3 Гидродинамические критерии подобия
7.4 Физическое моделирование
7.5 Анализ размерностей. ?-теорема
8. Основы движения грунтовых вод и двухфазных потоков
8.1 Движение грунтовых вод. Основные понятия движения грунтовых вод
8.2 Скорость фильтрации. Формула Дарси
8.3 Коэффициент фильтрации и методы его определения
8.4 Ламинарная и турбулентная фильтрация
8.5 Основное уравнение неравномерного движения грунтовых вод
8.6 Фильтрация через однородную земляную среду
8.7 Особенности гидравлики двухфазных потоков
8.7.1 Виды течений двухфазных потоков жидкости и газа
8.7.2 Основные определения
8.7.3 Истинное объемное паросодержание адиабатных двухфазных потоков
8.7.4 Гидравлическое сопротивление двухфазных потоков
8.7.5 Критические истечения двухфазных систем
8.8 Движение одиночных капель и пузырьков
8.8.1 Методы подобия и размерностей
8.8.2 Скорость движения капли и пузырька при Rе<1
8.8.3 Скорость всплытия газового пузырька в жидкости
8.8.4 Особенности движения капель в газовых потоках
8.8.5 Схлопывание (расширение) полости в жидкости
8.8.6 Применимость уравнений
Часть II. Теплотехника
1.Основы теории теплопередачи
1.1. Виды теплообмена
1.2. Температурное поле
1.3. Закон Фурье. Теплопроводность
1.4. Стационарная теплопроводность
1.5. Теплопроводность в цилиндрической стенке
1.6. Основы конвективного теплообмена
1.6.1. Основные положения
1.6.2. Система дифференциальных уравнений конвективного теплообмена. Безразмерные переменные
1.6.3. Определяющий размер. Определяющая температура
1.6.4. Теплоотдача при течении жидкости (газа) в трубах
1.6.5. Вязкостный режим
1.6.6. Вязкостно-гравитационный режим
1.6.7. Турбулентный режим
1.6.8. Общий коэффициент теплопередачи
1.7. Теплообмен излучением
1.7.1. Основные понятия и определения
1.7.2. Теплообмен излучением между телами, разделенными прозрачной средой
1.7.3. Особенности излучения газов и паров. Сложный теплообмен
1.7.4. Теплообменные аппараты. Классификация теплообменных аппаратов
1.8. Нестационарная теплопроводность
1.8.1. Основные понятия и определения
1.8.2. Дифференциальное уравнение нестационарной теплопроводности
1.8.3. Методы решения дифференциального уравнения нестационарной теплопроводности
2.Основы теории массообмена
2.1. Общие понятия и определения
2.2. Уравнение массообмена для бинарной смеси
2.3. Аналогия тепло- и массообмена.
2.3.1 Умеренная интенсивность массообмена
2.3.2 Высокая интенсивность массообмена
2.4. Массообменные процессы и аппараты при свободной поверхности раздела фаз
2.4.1. Адсорбция газов. Основные положения
2.4.2. Общий порядок расчета абсорбционной установки
2.4.3. Использование уравнений скорости массопередачи для насадочных колонн
2.4.4. Использование материального баланса для расчета движущейся силы
2.4.5. Массопередача между фазами
2.5. Жидкостная экстракция.
2.5.1 Сущность, основные понятия и определения
2.5.2. Методы экстракции
2.6. Процессы перегонки. Дистилляция и ректификация
2.6.1 Основные понятия и определения
2.6.2. Простая периодическая дистилляция
2.6.3. Простая непрерывная дистилляция
2.6.4. Уравнение рабочих линий ректификационной колонны
2.6.5. Применение абсорбционных методов для очистки отходящих газов от вредных веществ
2.7. Массообменные процессы с неподвижной поверхностью контакта фаз
2.7.1 Адсорбция и ионообмен. Статика сорбционных процессов. Природа сорбентов
2.7.2. . Адсорбционный и экстракционный методы разделения
2.7.3. Межфазовое равновесие
2.7.4. Безразмерная форма уравнений изотермы адсорбции
2.7.5. Уравнения ионообмена и фактора разделения
2.7.6. Ионообмен бинарной смеси
2.7.7. Равновесие многокомпонентных систем при адсорбции и ионообмене. Расчет изотермы
2.7.8. Особенности кинематики сорбционных процессов
2.7.9. Диффузия в твердой фазе сорбента
2.7.10. Влияние жидкой (газовой) фазы на скорость диффузии
2.7.11. Определение скорости реакции для процессов ионообмена или обменной адсорбции
2.7.12. Методы расчета адсорбции
2.7.13. Применение адсорбции для очистки газов и жидкости
2.8. Сушка твердых материалов термообработкой
2.8.1 Общие понятия и определения
2.8.2. Теоретические основы сушки термообработкой
2.9. Сушка вымораживанием
2.9.1. Основные сведения
2.9.2. Теоретические основы сушки
2.10. Растворимость газов в воде
2.11. Кристаллизация
2.11.1 Равновесные соотношения
2.11.2. Механизм образования кристаллов в растворах
2.12. Мембранные процессы разделения жидкости и газа
2.12.1. Основы переноса в жидкости и газе
2.12.2. Условия равновесия при разделении газов через перегородку
2.12.3. Разделение веществ термодиффузией
2.12.4. Теоретические основы термодиффузии
2.12.5. Разделение растворенных веществ методом диализа
2.12.6. Мембранные технологии в решении проблем охраны природной среды
