Реферат на тему нагревание

Обновлено: 05.07.2024

Горячая вода применяется для нагрева и пастеризации пищевых продуктов до температур не более + 100 °С при необходимости обеспечения мягких условий обогрева. Но коэффициент теплоотдачи при нагревании горячей водой ниже, чем при нагревании конденсирующимся паром.

Кроме того, вдоль поверхности обогрева происходит снижение температуры воды, что ухудшает условия нагрева и затрудняет регулирование температуры. Горячую воду получают в паровых водонагревателях (бойлерах) и водогрейных котлах.

Нагревание топочными газами

Топочные газы позволяют осуществлять нагревание в специальных печах (например, для обогрева сушилок) до +1000… 1100 °С при давлении газа, близком к атмосферному. В качестве топлива используют в основном природный газ с большим количеством метана, а также мазут, каменный уголь, бурый уголь, торф, дрова, иногда отходящие технологические газы нефтеперерабатывающих и других производств.

К недостаткам способа нагрева топочными газами относятся низкое значение коэффициента теплоотдачи, жесткие условия нагрева (перепад температур) и трудности точного регулирования температуры. Нагревание топочными газами жидких продуктов производят в основном в трубчатых печах.

Нагревание электрическим током

С помощью электрического тока можно производить нагревание в очень широком диапазоне температур, легко регулировать и точно поддерживать заданный температурный режим. Все электрические нагреватели просты по конструкции, компактны, удобны в обслуживании. Но широкое их применение сдерживается сравнительно высокой стоимостью затрачиваемой энергии.

В зависимости от способа превращения электрической энергии в тепловую энергию различают нагревание электрическим сопротивлением (омический нагрев), индукционный нагрев, высокочастотный нагрев, нагревание электрической дугой.

Нагревание высокотемпературными теплоносителями

Высокотемпературные теплоносители получают тепло от топочных газов или электрических нагревателей и передают его нагреваемому материалу. Они являются промежуточными теплоносителями и обеспечивают равномерность обогрева и безопасные условия работы.

В качестве высокотемпературных теплоносителей применяют высококипящие органические теплоносители (например, дифенильную смесь – Даутерм А, кремнийорганические термостойкие жидкости с низкой температурой плавления), минеральные масла с высокой температурой вспышки (цилиндровое, компрессорное, цилиндровое тяжелое), перегретую воду. Недостатком кремнийорганических термостойких жидкостей является легкость гидролиза при соприкосновении с влагой.

Иногда для нагревания применяются минеральные масла. Они имеют относительно низкие коэффициенты теплопередачи, легко разлагаются, образуя на стенках накипь, ухудшающую теплообмен. Но минеральные масла являются дешевым промежуточным теплоносителем.

Верхний предел нагревания маслами не превышает 300 °С. Нагрев с помощью минеральных масел производят при помещении теплоиспользующего аппарата с рубашкой, заполненной маслом, в печь или при установлении электронагревателей внутри масляной рубашки.

Способ нагрева перегретой водой применяется редко из–за высоких давлений в теплообменниках (до 225 кгс/см2), необходимости использования цельнотянутых труб, сварных систем и специальных уплотнений. Перегретая вода применяется при температуре до +374 °С.

Охлаждение до обыкновенных и низких температур

Отдача продуктом тепла в окружающую среду может осуществляться в естественных и искусственных условиях. Для охлаждения до обыкновенных температур (примерно +10…30 °С) наиболее широко используют воду и воздух. При необходимости получения более низких температур (около 0 °С) применяется непосредственное смешение со льдом. Для достижения более низких температур используют холодильные агенты и специальные способы охлаждения.

Преимущества и недостатки применения нагревания "острым" паром и дымовыми газами. Расход "глухого" пара при непрерывном нагревании. Технология нагревания промежуточными теплоносителями и электрическим током. Особенности процесса и способы выпаривания.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	презентация
Язык	русский
Дата добавления	29.09.2013
Размер файла	390,5 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

HTML-версии работы пока нет.
Cкачать архив работы можно перейдя по ссылке, которая находятся ниже.

Подобные документы

Описание технологического процесса нагревания. Теплообменник как объект регулирования температуры. Задачи автоматизации технологического процесса. Развернутая и упрощенная функциональная схема, выбор технических средств автоматизации процесса нагревания.

курсовая работа [401,0 K], добавлен 03.11.2010

Расчёт геометрических размеров и поверхности теплообмена заторного аппарата в соответствии с исходными данными, так как эти параметры являются важнейшими для правильного проведения технологического процесса, расход пара, необходимого для нагревания затора

курсовая работа [104,2 K], добавлен 21.07.2008

Индекс для горячего теплоносителя и средняя движущая сила процесса нагревания. Расход теплоты с учетом потерь, объемные расходы этанола и пара. Определение максимального значения площади поверхности. Проверочный расчет теплообменника, запас поверхности.

контрольная работа [43,0 K], добавлен 04.07.2010

Сущность и назначение процесса нагревания продукта под вакуумом (сублимации). Материальный и энергетический баланс процесса выпаривания. Навесные, валковые, просыпные или жидкостные магнитные сепараторы. Схема сушилки для сублимационной сушки продуктов.

контрольная работа [1020,3 K], добавлен 11.09.2010

Понятие выпаривания и многокорпусных выпарных установок, области их преимущественного применения. Преимущества и недостатки выпаривания под вакуумом. Выбор конструкционного материала аппарата, технологические и механические расчеты основных параметров.

курсовая работа [369,8 K], добавлен 19.12.2010

Методика нагревания стекла пламенем газовых горелок в работе стеклодува, особенности мягкого и жесткого пламени. Место резки трубок во всех стеклодувных операциях и технология ее исполнения. Приемы вращения трубок в пламени горелки и их развертывания.

реферат [32,6 K], добавлен 11.07.2009

Понятие и применение теплообменных аппаратов в производстве пищевых продуктов, их характеристики и классификация. Роль, значение и особенности технологического процесса стерилизации молока. Расчет проекта кожухотрубного теплообменника для нагревания.

ТЕПЛОТА, кинетическая часть внутренней энергии вещества, определяемая интенсивным хаотическим движением молекул и атомов, из которых это вещество состоит. Мерой интенсивности движения молекул является температура. Количество теплоты, которым обладает тело при данной температуре, зависит от его массы; например, при одной и той же температуре в большой чашке с водой заключается больше теплоты, чем в маленькой, а в ведре с холодной водой его может быть больше, чем в чашке с горячей водой (хотя температура воды в ведре и ниже).

Содержание

1. Введение. Понятие теплоты
2. Теплопередача
3. Три основных вида передачи тепла
4. Роль теплоты и её использование
5. Список используемой литературы.

Работа содержит 1 файл

РЕФЕРАТ теплота.doc

Работа Бирюковой А.В.

Уфимский политехнический техникум

1. Введение. Понятие теплоты

3. Три основных вида передачи тепла

4. Роль теплоты и её использование

5. Список используемой литературы.

Теплота играет важную роль в жизни человека, в том числе и в функционировании его организма. Часть химической энергии, содержащейся в пище, превращается в теплоту, благодаря чему температура тела поддерживается вблизи 37 градусов Цельсия. Тепловой баланс тела человека зависит также от температуры окружающей среды, и люди вынуждены расходовать много энергии на обогрев жилых и производственных помещений зимой и на охлаждение их летом. Большую часть этой энергии поставляют тепловые машины, например котельные установки и паровые турбины электростанций, работающих на ископаемом топливе (угле, нефти) и вырабатывающих электроэнергию.

Теплопередача – это процесс переноса теплоты внутри тела или от одного тела к другому, обусловленный разностью температур. Интенсивность переноса теплоты зависит от свойств вещества, разности температур и подчиняется экспериментально установленным законам природы. Чтобы создавать эффективно работающие системы нагрева или охлаждения, разнообразные двигатели, энергоустановки, системы теплоизоляции, нужно знать принципы теплопередачи. В одних случаях теплообмен нежелателен (теплоизоляция плавильных печей, космических кораблей и т.п.), а в других он должен быть как можно больше (паровые котлы, теплообменники, кухонная посуда).

Три основных вида передачи тепла

Существуют три основных вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция и лучистый теплообмен.

Теплопроводность. Если внутри тела имеется разность температур, то тепловая энергия переходит от более горячей его части к более холодной. Такой вид теплопередачи, обусловленный тепловыми движениями и столкновениями молекул, называется теплопроводностью; при достаточно высоких температурах в твердых телах его можно наблюдать визуально. Так, при нагревании стального стержня с одного конца в пламени газовой горелки тепловая энергия передается по стержню, и на некоторое расстояние от нагреваемого конца распространяется свечение (с удалением от места нагрева все менее интенсивное).

Интенсивность теплопередачи за счет теплопроводности зависит от градиента температуры, т.е. отношения Т/x разности температур на концах стержня к расстоянию между ними. Она зависит также от площади поперечного сечения стержня (в м2) и коэффициента теплопроводности материала [в соответствующих единицах Вт/(мК)]. Соотношение между этими величинами было выведено французским математиком Ж.Фурье и имеет следующий вид:

Из закона Фурье следует, что тепловой поток можно понизить, уменьшив одну из величин – коэффициент теплопроводности, площадь или градиент температуры. Для здания в зимних условиях последние величины практически постоянны, а поэтому для поддержания в помещении нужной температуры остается уменьшать теплопроводность стен, т.е. улучшать их теплоизоляцию.

В таблице представлены коэффициенты теплопроводности некоторых веществ и материалов. Из таблицы видно, что одни металлы проводят тепло гораздо лучше других, но все они являются значительно лучшими проводниками тепла, чем воздух и пористые материалы.

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ НЕКОТОРЫХ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

Вещества и материалы

Теплопроводность, Вт/(м К)

Гагачий пух (неплотный)

Теплопроводность металлов обусловлена колебаниями кристаллической решетки и движением большого числа свободных электронов (называемых иногда электронным газом). Движение электронов ответственно и за электропроводность металлов, а потому неудивительно, что хорошие проводники тепла (например, серебро или медь) являются также хорошими проводниками электричества.

Тепловое и электрическое сопротивление многих веществ резко уменьшается при понижении температуры ниже температуры жидкого гелия (1,8 K). Это явление, называемое сверхпроводимостью, используется для повышения эффективности работы многих устройств – от приборов микроэлектроники до линий электропередачи и больших электромагнитов.

Конвекция. Как мы уже говорили, при подводе тепла к жидкости или газу увеличивается интенсивность движения молекул, а вследствие этого повышается давление. Если жидкость или газ не ограничены в объеме, то они расширяются; локальная плотность жидкости (газа) становится меньше, и благодаря выталкивающим (архимедовым) силам нагретая часть среды движется вверх (именно поэтому теплый воздух в комнате поднимается от батарей к потолку). Данное явление называется конвекцией. Чтобы не расходовать тепло отопительной системы впустую, нужно пользоваться современными обогревателями, обеспечивающими принудительную циркуляцию воздуха.

Конвективный тепловой поток от нагревателя к нагреваемой среде зависит от начальной скорости движения молекул, плотности, вязкости, теплопроводности и теплоемкости и среды; очень важны также размер и форма нагревателя. Соотношение между соответствующими величинами подчиняется закону Ньютона

где q – тепловой поток (измеряемый в ваттах), A – площадь поверхности источника тепла (в м2), TW и T – температуры источника и его окружения (в кельвинах). Коэффициент конвективного теплопереноса h зависит от свойств среды, начальной скорости ее молекул, а также от формы источника тепла, и измеряется в единицах Вт/(м2хК).

Величина h неодинакова для случаев, когда воздух вокруг нагревателя неподвижен (свободная конвекция) и когда тот же нагреватель находится в воздушном потоке (вынужденная конвекция). В простых случаях течения жидкости по трубе или обтекания плоской поверхности коэффициент h можно рассчитать теоретически. Однако найти аналитическое решение задачи о конвекции для турбулентного течения среды пока не удается. Турбулентность – это сложное движение жидкости (газа), хаотичное в масштабах, существенно превышающих молекулярные.

Если нагретое (или, наоборот, холодное) тело поместить в неподвижную среду или в поток, то вокруг него образуются конвективные токи и пограничный слой. Температура, давление и скорость движения молекул в этом слое играют важную роль при определении коэффициента конвективного теплопереноса.

Конвекцию необходимо учитывать при проектировании теплообменников, систем кондиционирования воздуха, высокоскоростных летательных аппаратов и многих других устройств. Во всех подобных системах одновременно с конвекцией имеет место теплопроводность, причем как между твердыми телами, так и в окружающей их среде. При повышенных температурах существенную роль может играть и лучистый теплообмен.

Лучистый теплообмен. Третий вид теплопередачи – лучистый теплообмен – отличается от теплопроводности и конвекции тем, что теплота в этом случае может передаваться через вакуум. Сходство же его с другими способами передачи тепла в том, что он тоже обусловлен разностью температур. Тепловое излучение – это один из видов электромагнитного излучения. Другие его виды – радиоволновое, ультрафиолетовое и гамма-излучения – возникают в отсутствие разности температур.

На рис. 8 представлена зависимость энергии теплового (инфракрасного) излучения от длины волны. Тепловое излучение может сопровождаться испусканием видимого света, но его энергия мала по сравнению с энергией излучения невидимой части спектра.

Интенсивность теплопередачи путем теплопроводности и конвекции пропорциональна температуре, а лучистый тепловой поток пропорционален четвертой степени температуры и подчиняется закону Стефана – Больцмана

где, как и ранее, q – тепловой поток (в джоулях в секунду, т.е. в Вт), A – площадь поверхности излучающего тела (в м2), а T1 и T2 – температуры (в кельвинах) излучающего тела и окружения, поглощающего это излучение. Коэффициент  называется постоянной Стефана – Больцмана и равен (5,66961х0,00096)х10–8 Вт/(м2 К4).

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Экзаменационная работа по физике на тему:

Учитель физики: Кудинова М. А.

Город Алексин, 2012 год

Титульный лист

Общие сведения о тепловых явлениях

Общие сведения о тепловых процессах

2) опыты

1) теория

Кристаллизация:

П арообразование:

2) разновидности

К ипение:

Конденсация:

С горание:

Значение тепловых процессов

Список литературы

Тепловые явления – явления, связанные с изменением температуры (нагреванием, охлаждением) тел и веществ. Тепловые процессы являются разновидностью тепловых явлений – это процессы, при которых меняется температура тел и веществ, а также возможно изменение их агрегатных состояний.

Тепловые процессы широко распространены на Земле. В природе это нагревание земли солнечными лучами, таяние ледников, образование снега, выпадение осадков, испарение воды, и многие другие явления. В технике тепловые процессы используются в тепловых двигателях и холодильных установках, широко применяются в металлургии, химической промышленности, электроэнергетике и так далее.

Тепловые явления играют огромную роль в жизни людей, животных и растений. Их значение трудно переоценить. Действительно, ведь с изменение температуры на 20—30°С при смене времени года вокруг нас все стремительно меняется. От температуры окружающей среды зависит возможность жизни на Земле.

Люди добились относительной независимости от окружающей среды после того как научились добывать и поддерживать огонь. Это было одним из величайших открытий, сделанных на заре развития человечества, которое способствовало его дальнейшему развитию.

Тепловые процессы важны в нашей жизни, без них невозможно нормальное существование человека на Земле. Именно поэтому необходимо изучать их как можно более подробно, ведь они сопровождают нас повсюду.

Одним словом, тепловые процессы – неотъемлемая часть жизни людей. Именно поэтому им посвящена моя исследовательская работа по физике.

Читайте также: