Начать. Это бесплатно
или регистрация c помощью Вашего email-адреса
Rocket clouds
Теплофизика создатель Mind Map: Теплофизика

1. НЕСТАЦИОНАРНАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ В ПАРАЛЛЕЛЕПИПЕДЕ

1.1. НЕСТАЦИОНАРНАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ В СТЕРЖНЕ (БАЛКЕ)

1.1.1. дифференциальное уравнение теплопроводности

1.2. дифференциальное уравнение теплопроводности

2. Конвективный теплообмен

2.1. Конвекция

2.1.1. Ламинарная конвекция

2.1.1.1. Критерием Эйлера

2.1.1.2. Теория подобия

2.1.1.2.1. Критерий подобия

2.1.1.2.2. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА

2.1.1.3. Турбулентная конвекция

2.1.2. Естественная конвекция

2.1.3. Вынужденная конвекция

2.2. общее

2.2.1. Вынужденная конвекция

2.2.1.1. поперечное обтекание пучка труб при шахматном порядке

2.2.1.2. поперечное обтекании пучка труб при коридорном порядке

2.2.1.3. в переходной области

2.2.1.3.1. поперечное обтекание одиночной трубы

2.2.1.4. ламинарное движение среды в трубах

2.2.1.5. вдоль плоской горизонтальной поверхности

2.2.1.5.1. турбулентное движение среды в трубах

2.2.1.6. поперечное обтекание пучка труб при коридорном и шахматном порядке

2.2.2. Свободная конвекция

2.2.2.1. снаружи горизонтальных труб

2.2.2.2. снаружи для вертикальных поверхностей

2.2.2.3. снаружи для вертикальных поверхностей

3. Теплообмен излучением

3.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

3.1.1. Плотность потока спектрального излучения

3.1.2. Плотность потока интегрального излучения

3.1.3. Полный, или интегральный поток излучения Ф

3.1.4. Поток излучения Q

3.2. Излучение тел различно и зависит

3.2.1. Для газов – еще и от толщины слоя и давления.

3.2.2. от состояния поверхности тела.

3.2.3. от природы тела

3.2.4. от температуры тела

3.2.5. ЗАКОНЫ ЛУЧИСТОГО ТЕПЛООБМЕНА

3.2.5.1. Закон Ламберта

3.3. Излучение

3.3.1. УГЛОВЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ ИЗЛУЧЕНИЯ

3.3.1.1. Свойства угловых коэффициентов излучения

3.3.1.1.1. 1. Свойство взаимности

3.3.1.1.2. 2. Свойство замкнутости (следствие закона сохранения энергии)

3.3.1.1.3. 3. Свойство аддитивности

3.3.1.1.4. 4. Свойство невогнутости

3.3.2. МЕХАНИЗМ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

3.3.2.1. Электромагнитные волны

3.3.2.1.1. Источники электромагнитных волн

3.3.3. Законы излучения

3.3.3.1. ЗАКОНЫ ИЗЛУЧЕНИЯ РЕАЛЬНЫХ ТЕЛ

3.3.3.1.1. Закон Кирхгофа

3.3.3.1.2. Интегральная степень черноты

3.3.3.1.3. Спектральная степень черноты

3.3.3.2. ЗАКОНЫ ИЗЛУЧЕНИЯ АБСОЛЮТНО ЧЁРНОГО ТЕЛА

3.3.3.2.1. закон смещения Вина

3.3.3.2.2. уравнение Планка

3.3.3.2.3. определение интегральной плотности полусферического излучения по закону Стефана-Больцмана

3.3.3.2.4. уравнение Вина

3.3.4. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

3.3.4.1. Свойства равновесного теплового излучения

3.3.4.1.1. неполяризованное

3.3.4.1.2. изотропное

3.3.4.1.3. однородное

3.3.4.2. Свойства теплового излучения

3.3.4.2.1. может быть равновесие

3.3.4.2.2. сплошной спектр

3.3.4.2.3. положение максимума спектра зависит от температуры

3.3.4.3. Разновидности теплового излучения

3.3.4.3.1. Собственное излучение

3.3.4.3.2. Монохроматическое излучение

3.3.4.3.3. Падающее излучение

3.3.4.4. Коэффициенты теплового излучения

3.3.4.4.1. коэффициент поглощения

3.3.4.4.2. коэффициент отражения

3.3.4.4.3. коэффициент пропускания

3.3.4.5. предельные случаи

3.3.4.5.1. Абсолютно черный

3.3.4.5.2. Зеркальный

3.3.4.5.3. Абсолютно белым

3.3.4.5.4. АбсоАбсолютно белым лютно прозрачным

3.3.5. Гравитационное излучение

3.3.6. Электромагнитное излучение

3.3.7. Излучение частиц

3.3.8. Акустическое излучение

3.4. Частные случаи радиационного теплообмена в замкнутой системе, состоящей из двух серых тел, разделенных лучепрозрачной средой

3.4.1. Случай 1

3.4.2. Случай 2

3.4.3. Случай 3

4. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

4.1. КОНТАКТНОЕ ТЕПЛОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

4.2. КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

4.3. ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ

4.3.1. Стационарное температурное поле

4.3.2. Нестационарное температурное поле

4.3.3. Одномерное температурное поле

4.3.4. Уравнение одномерного температурного поля

4.4. ГРАДИЕНТ ТЕМПЕРАТУРЫ

4.4.1. Температурный градиент

4.4.2. Изотермическая поверхность

4.4.3. ЗАКОН ФУРЬЕ

4.5. ТЕПЛОВОЙ ПОТОК

4.5.1. Закон Фурье

4.5.2. Вектор плотности теплового потока

4.6. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

4.6.1. Коэффициент температуропроводности

4.7. УСЛОВИЯ ОДНОЗНАЧНОСТИ

4.7.1. Геометрические условия, характеризуют форму и размеры тела в котором протекает процесс теплопроводности

4.7.1.1. Физические условия характеризуют физические свойства тела

4.7.2. Временные условия, характеризуют распределение температуры тела в начальный момент времени

4.7.3. Граничные условия, характеризуют тепловое взаимодействие тела с окружающей средой

4.8. ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ

4.8.1. ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ ПЕРВОГО РОДА (ПЕРВАЯ КРАЕВАЯ ЗАДАЧА)

4.8.2. ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ ВТОРОГО РОДА (ВТОРАЯ КРАЕВАЯ ЗАДАЧА)

4.8.2.1. ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ ТРЕТЬЕГО РОДА (СМЕШАННАЯ КРАЕВАЯ ЗАДАЧА)

4.9. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПРИ СТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ

4.9.1. Уравнение Лапласа

4.10. Граничные условия второго рода

4.11. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПРИ СТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ В НЕОГРАНИЧЕННОЙ ПЛАСТИНЕ БЕЗ ВНУТРЕННИХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛА

4.11.1. Граничные условия первого рода

4.11.2. Граничные условия третьего рода

4.12. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПРИ СТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ БЕЗ ВНУТРЕННИХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛА

4.12.1. Линейная плотность теплового потока через цилиндрическую стенку единичной длины

4.12.2. Внутреннее линейное тепловое сопротивление цилиндрической стенки

4.12.3. Внешнее линейное тепловое сопротивление цилиндрической стенки

4.12.4. Линейное термическое сопротивление теплопроводности отдельного слоя

4.12.5. Тепловой поток через многослойную цилиндрическую поверхность

4.12.6. Полное линейное термическое сопротивление теплопроводности многослойной цилиндрической стенки

5. НЕСТАЦИОНАРНАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

5.1. Определение времени нагрева термически тонких тел

5.1.1. 1) Если теплота к телу передается конвекцией

5.1.2. 2) Если плотность пеплового потока, подводимого к телу постоянно

5.1.3. 3) С учетом формы тела

5.2. Критерий Био (Bi)

5.3. Дифференциальное уравнение нестационарной теплопроводности

5.4. Тепловой поток

5.5. Температурное поле

5.6. Задачи нестационарной теплопроводности

5.6.1. Определить время, через которое распределение температур будет равно заданному

5.6.2. Определить распределение температур по объему тела в данный момент времени.

5.7. Гипотеза Био

5.8. температура тела претерпевает периодические изменения

5.9. тело стремится к тепловому равновесию

5.10. Коэффициент теплопроводности

5.11. Граничные условия

5.11.1. Граничные условия I рода

5.11.2. Граничные условия II рода

5.11.3. Граничные условия III рода

5.11.3.1. Оперируют с тремя температурами

5.11.3.2. Задаются температура окружающей среды и закон теплообмена между окружающей средой и поверхностью тела

5.11.4. Граничные условия IV рода

5.12. Определение времени нагрева термически массивных тел

5.12.1. Определение времени нагрева термически массивных тел (через коэффициент массивности)

5.13. Критерии

5.13.1. Критерий Фурье

5.13.2. Безразмерная координата

5.13.3. Температурный критерий

5.14. Избыточная температура для шара в любой момент времени

5.15. НЕСТАЦИОНАРНАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ДЛЯ БЕСКОНЕЧНОЙ ПЛАСТИНЫ

5.15.1. критерий Фурье

5.15.2. Выражение для температурного поля при охлаждении плоской пластины

5.15.3. дифференциальное уравнение для бесконечной пластины

5.15.4. критериальное число Био

5.16. НЕСТАЦИОНАРНАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ДЛЯ ЦИЛИНДРА

5.16.1. Дифференциальное уравнение нестационарной теплопроводности в цилиндрических координатах

5.16.2. Избыточная температура для бесконечного цилиндра в любой момент времени

5.17. НЕСТАЦИОНАРНАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ДЛЯ ШАРА

5.17.1. Дифференциальное уравнение нестационарной теплопроводности для шара

5.17.2. Избыточная температура для шара в любой момент врем

5.17.3. средняя безразмерная избыточная температура в рассматриваемый момент времени

5.18. ОХЛАЖДЕНИЕ (НАГРЕВАНИЕ) ТЕЛ КОНЕЧНЫХ РАЗМЕРОВ

5.18.1. Тела конечных размеров

5.19. НЕСТАЦИОНАРНАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ В ЦИЛИНДРЕ КОНЕЧНОЙ ДЛИНЫ

5.19.1. дифференциальное уравнение теплопроводности

6. Технологии нагрева металлов

6.1. ОКИСЛЕНИЕ И ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ НАГРЕВЕ

6.2. РАВНОМЕРНОСТЬ НАГРЕВА

6.3. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

6.3.1. теплоемкость

6.3.1.1. Закон Дюлонга-Пти

6.3.1.2. Молярная теплоемкость С

6.3.1.3. Удельная теплоемкость Суд

6.3.1.4. Закон Джоуля — Коппа

6.3.2. температуропроводность

6.3.3. теплопроводность

6.3.3.1. Энергия (уровень) Ферми

6.3.3.2. Коэффициент теплопроводности

6.3.3.3. Закон теплопроводности Фурье

6.3.4. электросопротивление

6.3.4.1. Закон Видемана–Франца

6.3.5. термоэлектрические

6.3.5.1. Термоэлектрические явления

6.3.5.1.1. Эффект Томсона

6.3.5.1.2. Эффект Пельтье

6.3.5.1.3. Эффект Зеебека

6.3.6. термогальваномагнитные

6.3.6.1. Эффект Эттингсгаузена

6.3.6.2. Эффект Нернста-Эттингсгаузена

6.3.6.3. Эффект Риги — Ледюка

6.4. ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ

6.4.1. температурным коэффициентом объемного расширения

6.4.2. Закон теплового расширения

6.5. ФАЗОВЫЕ (СТРУКТУРНЫЕ) ПРЕВРАЩЕНИЯ

6.5.1. Фазовые превращения (переходы I рода)

6.5.2. Структурные превращения (переходы II рода)

6.6. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ

6.6.1. Действие высокой температуры

6.6.2. Действие низкой температуры

6.7. ОБРАЗОВАНИЕ ОКАЛИНЫ

6.7.1. Главные составляющие окалины

6.7.1.1. Fe2O3 – окись железа

6.7.1.2. FeO – закись железа, или вюстит

6.7.1.3. Fe3O4 – закись и окись железа

6.7.2. На процесс окисления влияет:

6.7.2.1. Температура нагрева металла

6.7.2.2. Время нагрева

6.7.2.3. Печная атмосфера

6.7.2.4. Химический состав металла

6.8. ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВКИ

6.8.1. На процесс обезуглероживания влияет

6.8.1.1. температура нагрева

6.8.1.2. состав газовой среды в печи

6.8.1.3. содержание углерода в стали

6.8.1.4. химический состав

6.8.1.5. состояние поверхности

6.9. ПЕРЕГРЕВ И ПЕРЕЖОГ

6.9.1. Перегрев металла

6.9.2. Отжиг

6.9.3. Пережог

6.10. НАГРЕВ МЕТАЛЛА

6.10.1. РАСЧЕТЫ НАГРЕВА МЕТАЛЛА

6.10.1.1. РАСЧЕТЫ НАГРЕВА ТЕРМИЧЕСКИ МАССИВНЫХ ТЕЛ

6.10.1.1.1. Температурный критерий

6.10.1.1.2. Безразмерная координата

6.10.1.1.3. Критерий Фурье

6.10.1.1.4. Критерий Био (Bi)

6.10.1.1.5. Определение времени нагрева термически массивных тел (через коэффициент массивности)

6.10.1.1.6. Определение времени нагрева термически массивных тел (центра тела)

6.10.1.1.7. Двухступенчатый режим нагрева

6.10.1.1.8. Определение времени нагрева термически массивных тел (поверхности тела)

6.10.1.2. РАСЧЕТЫ НАГРЕВА ТЕРМИЧЕСКИ ТОНКИХ ТЕЛ

6.10.1.2.1. Температура тонкого тела в момент времени t при теплоотдаче конвекцией

6.10.1.2.2. Нагрев тонкого тела при теплоотдаче конвекцией

6.10.1.2.3. Время нагрева термически тонких тел конвекцией

6.10.1.2.4. Время нагрева термически тонких тел конвекцией

6.10.1.2.5. Нагрев тонкого тела при теплоотдаче излучением

6.10.1.2.6. Температура тонкого тела в момент времени t при теплоотдаче конвекцией

6.10.1.2.7. Время нагрева термически тонких тел излучением

6.10.1.3. коэффициент несимметричности нагрева

6.10.2. ЦЕЛИ НАГРЕВА МЕТАЛЛА

6.10.2.1. Для изменения кристаллической структуры под воздействием высоких температур

6.10.2.2. Для уменьшения сопротивления пластической деформации

6.10.2.2.1. Продолжительность нагрева

6.10.3. физические явления

6.10.3.1. 1. изменение теплопроводности

6.10.3.2. 2. тепловое расширение

6.10.3.3. 3.Фазовые /структурные превращения

6.10.3.4. 4. температурные напряжения

6.10.3.5. 5. образование окалины

6.10.3.6. 6.обезуглероживание поверхности заготовки

6.10.3.7. 7. перегрев и пережог

6.10.4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА НАГРЕВА МЕТАЛЛА

6.10.4.1. Равномерность нагрева

6.10.4.2. Температура нагрева Зависит от технологических требований

6.10.5. УСЛОВИЯ НАГРЕВА МЕТАЛЛА

6.10.5.1. Условия, определяющие внешний теплообмен

6.10.5.2. Условия, определяющие внутренний (в металле) теплообмен

6.10.6. Продолжительность нагрева

6.10.6.1. Факторы

6.10.6.1.1. 1) температуры рабочего пространства печи

6.10.6.1.2. 2) марки материала

6.10.6.1.3. 3) поперечных размеров и формы сечения заготовки

6.10.6.1.4. 4) способа укладки заготовок на поду печи

6.10.6.1.5. 5) длины заготовки: чем меньше длина, тем быстрее нагрев.

6.10.6.1.6. 6) состояния поверхности заготовки: оценивают по степени черноты поверхности

6.10.6.1.7. 7) теплоты экзотермических реакций; окалина обладает меньшей теплопроводностью, чем металл, что снижает передачу теплоты, поэтому теплотой экзотермических реакций в расчетах можно пренебречь

6.10.7. РЕЖИМЫ НАГРЕВА

6.10.7.1. Трехступенчатый режим нагрева

6.10.7.2. Двухступенчатый режим нагрева

6.10.7.3. РЕЖИМЫ НАГРЕВА ТЕРМИЧЕСКИ МАССИВНЫХ ТЕЛ

6.10.7.3.1. при нагреве массивных тел надо учитывать неравномерность нагрева по толщине, термические напряжения, необходимость снижения скорости

6.10.7.3.2. увеличение продолжительности пребывания металла в печи при высокой температуре способствует появлению оксидов

6.10.7.4. РЕЖИМЫ НАГРЕВА ТЕРМИЧЕСКИ ТОНКИХ ТЕЛ

6.10.7.4.1. при нагреве тонких тел термическими напряжениями пренебрегаем, скорость нагрева может быть любой

6.10.7.4.2. продолжительность нагрева до заданной температуры была как можно меньше (экономика)

6.10.7.4.3. Режим нагрева характеризуется постоянной температурой греющей среды, либо во времени, либо по длине рабочей камеры (в зависимости от характера работы установки — периодического или непрерывного)

6.10.7.5. Если отвод теплоты происходит интенсивнее, чем подвод Для таких тел Bi < 0,25

6.10.7.6. Если подвод теплоты к поверхности происходит интенсивнее, чем отвод внутрь Для таких тел Bi > 0,5

6.10.7.7. разность температур по сечению слитка или заготовки в конце нагрева, заставляет либо снижать скорость нагрева во всем температурном интервале нагрева, либо предусматривать период (или зону) выдержки металла в печи

6.11. ТЕМПЕРАТУРА НАГРЕВА

6.11.1. для равномерно и симметрично обогреваемой бесконечной, пластины

6.11.2. максимально допустимая разность температур по сечению тела

6.11.3. нижний предел температуры нагрева

6.11.4. верхний предел температуры нагрева

6.11.5. для равномерно и симметрично обогреваемого бесконечного цилиндра