text:
ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСВ  ЯДЕРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ
ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСВ ЯДЕРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ
Тема № 10
Тепломассообмен
при течении в каналах и
пучках труб (стержней)
Течение в круглой трубе

	При вынужденном движении жидкости внутри трубы различают два режима течения: ламинарный и турбулентный.
	Ламинарный режим наблюдается при малых скоростях движения жидкости.
	При скоростях потока, больших некоторого значения wкр, режим течения переходит в турбулентный.
	Для различных жидкостей и трубопроводов критическая скорость различна.
	Режим течения жидкости определяется по величине числа Re=(wd)/ν. Если Re меньше критического Reкр, то режим течения ламинарный. При движении жидкости в трубах Reкр=2·103.
	Развитый турбулентный режим течения устанавливается при значениях Re>1·104.
	Диапазон изменения Re 2·103÷1·104 соответствует переходному режиму течения.
03
Поля скорости в круглой трубе:
а – ламинарный режим течения;
б – турбулентный режим течения (δ – толщина ламинарного подслоя)
04
	Для ламинарного изотермического режима течения характерно параболическое распределение скоростей по сечению

где w0 – скорость на оси трубы; w – скорость на расстоянии у от оси; r – радиус трубы.

	В практических расчётах обычно имеют дело со средними значениями скорости:

где <<w>> – средняя скорость; S – площадь поперечного сечения трубы; V – объёмный расход жидкости.

	Отношение средней скорости к максимальной при ламинарном режиме течения постоянно: <<w>>/w0 = 0.5.

05
	Для развитого турбулентного режима течения жидкости распределение скорости по сечению трубы имеет вид усеченной параболы.
	Вблизи стенки трубы кривая изменяется резко, а в средней части сечения – турбулентном ядре потока – полого.
	Максимальная скорость наблюдается также на оси трубы.
	Отношение средней скорости к максимальной является функцией числа Re:

06
	Приведенные законы распределения скоростей по сечению трубы справедливы лишь для так называемого гидродинамически стабилизированного течения.
	Стабилизация наступает не сразу, а на некотором расстоянии от входа в трубу.
	На этом участке характер движения и распределение скорости претерпевают большие изменения.
	Процесс стабилизации профиля скоростей происходит следующим образом.
	Вблизи входного сечения на поверхности трубы образуется динамический пограничный слой, толщина которого постепенно увеличивается по мере увеличения расстояния от входа в трубу. На некотором расстоянии от входа в трубу происходит смыкание слоев и течение приобретает стабилизированный характер.
	На рисунке схематически показано такое развитие процесса.
	Если число Re=(wd)/ν меньше критического, то на всем протяжении гидродинамического начального участка стабилизации течение в пограничном слое имеет ламинарный характер (рисунок а).
	Когда Re>Reкр, вблизи входного сечения сначала формируется ламинарный пограничный слой, который затем переходит в турбулентный, и после смыкания турбулентных пограничных слоев устанавливается стабилизированное турбулентное течение жидкости (рисунок б). При этом у самой поверхности в очень тонком вязком подслое течение сохраняет ламинарный характер.
07
Гидродинамическая стабилизация течения жидкости в круглой трубе:
а – ламинарный режим течения;
б – турбулентный режим течения;
lН – гидродинамический начальный участок.
08
	Длина гидродинамического начального участка стабилизации потока при ламинарном режиме определяется соотношением

то есть значение lн тем больше, чем выше число Re=(wd)/ν.

	При турбулентном течении величина lн  слабо зависит от Re и составляет примерно

09
	При стабилизированном течении жидкости в трубе давление уменьшается в направлении движения потока. На каждом участке перепад давлений уравновешивается силой касательного напряжения трения  на стенках трубы, возникающего вследствие наличия сил вязкости. Для элемента жидкости, заключенного внутри объёма S·dx=[(πd2)/4]·dx уравнение баланса сил имеет следующий вид. Сила давления, приложенная к этому объёму, равна разности полных давлений на его правой и левой гранях:

10
	Сила касательного напряжения трения, приложенная к боковой поверхности элемента площадью πd·dx, равна ·nd·dx, где  – касательное напряжение трения на единице поверхности стенки.
	Уравнение баланса этих сил имеет вид:

или

                                                                                (а)

	Соотношение (а) носит общий характер, оно справедливо как для ламинарного, так и для турбулентного стабилизированного течения жидкости. 	Однако значения касательного напряжения трения  различны для этих режимов течения.

11
	При ламинарном режиме

                                                                                (б)

	при турбулентном режиме течения (до значений Re<<105)

                                                                                (в)

	Касательное напряжение трения  при изотермическом течении несжимаемой жидкости остается постоянным по длине трубы. Поэтому уравнение баланса сил (а) можно записать также в виде конечных перепадов давления

                                                                                (г)

где dP=(P1–P2) – разность давлений на участке трубы длиной L.

	Если обе части уравнения (г) разделить на скоростной напор ρ<<w>>2, то слева получится число Эйлера Eu=ΔP/(p<<w>>2), и уравнение примет вид:

                                                                                (д)

12
В гидромеханике принято характеризовать сопротивление безразмерным коэффициентом, который называется коэффициентом сопротивления трения и обычно обозначается ξ. Он связан с числом Эйлера простым соотношением

                                                                                (е)

или в развернутом виде

                                                                                (е1)

Из уравнений (б)–(е) следует, что при ламинарном течении в круглых трубах коэффициент сопротивления определяется как

                                                                                (ж)

а при турбулентном

                                                                                (з)

Соотношение (ж) – закон Пуазейля.
Соотношение (з) – закон Блазиуса.

13
	Для характеристики проходного сечения труб; кольцевых зазоров; каналов сложной формы (сложная конфигурация проходного сечения); каналов межтрубного (межстержневого) пространства пучков труб (стержней) принято в качестве определяющего размера использовать гидравлический диаметр (эквивалентный диаметр; ДУ), определяемый как отношение учетверённой площади проходного сечения к смоченному периметру:

	Для круглых труб (проходное сечение имеет форму круга) имеющих гидравлический диаметр совпадает с диаметром трубы: внутренним или внешним при течении внутри трубы или внешнем обтекании трубы, соответственно.
	Для труб некруглого сечения, имеющего форму правильного многоугольника, гидравлический диаметр совпадает с диаметром вписанной окружности.
	При продольном обтекании пучка из n круглых труб наружного диаметра dext, расположенных внутри цилиндрического кожуха (обечайки), имеющего внутренний диаметр D, гидравлический диаметр есть

14
	При продольном обтекании «бесконечного» (без учёта наличия обечайки) пучка цилиндрических стержней наружного диаметра dext, «решётка» которых имеет относительный шаг (отношение шага к наружному диаметру стержня) х, гидравлический диаметр равен

для «гексагонального» пучка (треугольная упаковка);

для «квадратного» пучка (квадратная упаковка).

15
Теплоотдача при ламинарном режиме

	При ламинарном течении перенос теплоты от одного слоя жидкости к другому в направлении нормали к стенке осуществляется путем теплопроводности. В то же время каждый слой имеет в общем случае различную скорость продольного движения. Поэтому наряду с поперечным переносом теплоты путем теплопроводности происходит также конвективный перенос теплоты в продольном направлении. Вследствие этого теплообмен при ламинарном режиме течения зависит от гидродинамической картины движения.
	Пусть во входном сечении температура жидкости постоянна и по величине отличается от температуры стенки трубы. По мере движения потока между жидкостью и стенкой происходит процесс теплообмена и температура жидкости постепенно изменяется.
	Вначале вблизи от входного сечения изменение температуры происходит лишь в тонком слое около поверхности.
	Затем по мере удаления от входного сечения все большая часть потока вовлекается в процесс теплообмена.
	Таким образом, развитие процесса теплообмена внутри труб вначале происходит качественно так же, как и при ламинарном пограничном слое на пластине.
	Около поверхности трубы образуется тепловой пограничный слой, толщина которого постепенно увеличивается в направлении движения потока.
16
На некотором расстоянии от входа трубы lнт тепловые пограничные слои смыкаются, и в процессе теплообмена участвует далее весь поток жидкости. Расстояние lнт может быть приближенно оценено по зависимости

Обычно на практике ламинарный режим встречается при течении достаточно вязких теплоносителей, таких как различные масла, для которых значения Pr обычно значительно превышают единицу.
	В этих условиях длина теплового начального участка стабилизации lнт оказывается достаточно большой. Так, например, если Re=200 и Рг=500, то lнт≈5000d.
	На расстоянии большем, чем lнт, профиль распределения температур по сечению трубы продолжает изменяться, как это схематично показано на рисунке:

17
Теплоотдача при турбулентном режиме

	При турбулентном режиме движения перенос теплоты внутри жидкости осуществляется в основном путём турбулентного перемешивания (турбулентными вихрями).
	При этом процесс перемешивания протекает настолько интенсивно, что по сечению ядра потока температура жидкости практически постоянна. Резкое изменение температуры наблюдается лишь внутри тонкого слоя у поверхности.
	Первым наиболее подробным и правильно поставленным экспериментальным исследованием теплоотдачи при турбулентном режиме течения газов являются исследования Нуссельта. При обработке данных он впервые применил теорию подобия и получил обобщенную зависимость. В дальнейшем было проведено большое количество новых исследований с различными каналами и разного рода жидкостями в широком диапазоне изменения основных параметров. На основе анализа и обобщения результатов этих исследований для расчёта средней теплоотдачи установлена зависимость

                                                                                (А)

Индексы «ж» и «с» означают, что физические свойства выбираются по средней температуре жидкости и стенки соответственно.

18
	За определяющую температуру здесь принята средняя температура жидкости <<Tж>> , а за определяющий
размер – эквивалентный диаметр dН.

	Коэффициент εL учитывает изменение среднего коэффициента теплоотдачи по длине трубы.
	Если L/d>50, то εL=1. При L/d<50 необходимо учитывать влияние теплового начального участка. Значения εL приведены в таблице:

19
Значения зависимости εL=f(L/d, Redж) при турбулентном режиме
20
	Соотношение (А) применимо к трубам любой формы поперечногосечения – круглого, квадратного, прямоугольного (a/b=1÷40), кольцевого (d2/d1=1÷5.6) для всех упругих и капельных жидкостей при Redж=1·104÷5·106 и Рrж=0.6÷2500.

	Соотношение (А) справедливо и для каналов сложного поперечного сечения, в частности, когда в трубе большого диаметра расположены одна или несколько труб меньшего диаметра (продольное омывание).

	Множитель (Рrж/Рrс)0.25 представляет собой поправку, учитывающую зависимость физических свойств теплоносителя (в основном вязкости) от температуры. В зависимости от направления теплового потока эта поправка может быть как больше, так и меньше единицы.
21
	Локальное число Нуссельта при турбулентном течении может рассчитываться по более совершенной  (и современной) формуле, предложенной Б.С. Петуховым и П.Л. Кирилловым:

где K=1+900/Re ; ξ=(1.82·lg(Re)‒1.64)–2; Ct – поправка на неизотермичность потока.
	Для капельных жидкостей при μст/μж=0.08÷40, Ct=(μж/μст)n, где n=0.11 для случая нагревания жидкости, n=0.25 для охлаждения.
	Для газов Ct=(Tст/Tж)m. При нагревании m=0, при охлаждении m=‒[0.31·lg(Tст/<<T>>)+0.36], где <<T>> ‒ средняя температура потока.
	Диапазон применения формулы: Pr=0.1÷200; Re=4·103÷5·106, при этом точность равна ±5%. Для более широкого диапазона чисел Прандтля погрешность составляет ±10%.

22
	Для участка стабилизированного теплообмена при турбулентном течении воды часто используют приближённую формулу:

для Re=104÷106; Pr = 0.7÷2; x/d>50.
	В этой формуле свойства относятся к t=(tст+tж)/2,  tж=(tж.вх‒tж.вых)/2. Для начального участка вводится поправка С(Рr,x/d).
	Длины начальных участков гидродинамической и тепловой стабилизации сравнительно малы (около 15d). Поэтому большинство случаев можно рассчитывать по формулам для стабилизированного течения, то есть без учёта этой поправки. 	Погрешность расчёта по этой формуле оценивается в ±15‒20%.

23
Поперечное обтекание.
Коридорный пучок.
s1 ‒ продольный шаг решётки труб (стержней); s2 ‒ поперечный шаг;
d ‒ диаметр стержней.
Относительный шаг решётки: t ≡ s/d.
24
Поперечное обтекание.
Шахматный пучок.
s1 ‒ продольный шаг решётки труб (стержней); s2 ‒ поперечный шаг;
d ‒ диаметр стержней.
Относительный шаг решётки: t ≡ s/d.
25
ТЕПЛООБМЕН В ПАРОГЕНЕРИРУЮЩИХ КАНАЛАХ
Режимы движения двухфазной смеси в канале и
характер изменения по длине основных параметров двухфазного потока (q=const)
26
Режимы движения двухфазной смеси в канале и
характер изменения по длине основных параметров двухфазного потока (q=const)
27
КИПЕНИЕ НЕДОГРЕТОЙ ЖИДКОСТИ

	Если средняя температура жидкости ниже температуры насыщения, а температура стенки выше последней, то в пограничном слое у поверхности возникает так называемое "поверхностное кипение" ‒ кипение недогретой жидкости.
 	Как и в случае обычного объёмного кипения, пузыри пара образуются в определенных местах поверхности ‒ в центрах парообразования.
	После своего зарождения пузырь пара растёт в пристенном слое. Достигнув определенного размера, пузырь пара либо конденсируется за счёт поступления к стенке холодной (T<Ts) жидкости, либо отрывается от стенки.
	Оторвавшиеся пузыри пара окружены слоем перегретой жидкости ("шубой"), и конденсация их в потоке может быть настолько замедленной, что они переносятся на значительные расстояния.
	При поверхностном кипении наблюдается возрастание интенсивности теплообмена по мере увеличения плотности теплового потока.
28
Распределение температур стенки и жидкости
при конвективном теплообмене и поверхностном кипении (q=const):
а – без кипения; б – при поверхностном кипении; в – упрощённое представление для поверхностного кипения (пренебрежение переходной зоной);
1 – начальный участок; 2 – зона конвективного теплообмена без кипения;3 – переходная зона (неразвитое кипение); 4 – развитое поверхностное кипение; —— – при чистых условиях на поверхности; —●— – при наличии отложений;А – сечение начала поверхностного кипения
29
	При постоянной плотности теплового потока распределение температуры стенки и средней температуры жидкости по длине канала при отсутствии кипения имеет вид, показанный на рисунке а (слайд-29).
	В случае поверхностного кипения, которое начинается при превышении температуры стенки выше tsat на величину –ΔtIPB=twall‒tsat это распределение примет вид, показанный на рисунке б (слайд-29).
	В переходной зоне (зоне неразвитого поверхностного кипения) температура стенки будет отклоняться от прямой, соответствующей линии конвективного теплообмена.
	При развитом поверхностном кипении температура стенки будет почти постоянной, превышающей tsat  на величину Δtα=q/α0.
	Наличие отложений на поверхности приводит к более высоким температурам поверхности и смещает сечение начала кипения А.
30
	На теплообмен при поверхностном кипении наиболее сильное влияние оказывают плотность теплового потока, скорость, недогрев, давление. Коэффициент теплоотдачи является функцией перечисленных величин.

	С увеличением плотности теплового потока растёт температура пристенного слоя, количество центров парообразования и, следовательно, интенсивность теплообмена.

	Влияние скорости несколько слабее, чем при турбулентном течении однофазного потока. С одной стороны, увеличение скорости вызывает большую степень турбулентности и лучший теплоотвод с поверхности. С другой стороны, увеличение скорости сокращает количество центров парообразования, то есть ведёт к подавлению кипения и ухудшению теплообмена.

	Чем больше величина недогрева, тем при больших плотностях теплового потока начинается поверхностное кипение.
31
	Теплообмен при вынужденном течении парожидкостной смеси в каналах рассчитывается по эмпирическим зависимостям.
	Интенсивность теплообмена при кипении движущейся парожидкостной смеси может быть оценена на основе знаний коэффициентов теплообмена при вынужденном течении жидкости и при кипении в большом объёме.
	Таким образом, при постоянных свойствах (для одного давления) процесс теплообмена определяется плотностью теплового потока q и истинной скоростью смеси WИ 	Поскольку расчёт истинной скорости смеси труден, вместо неё можно воспользоваться приведённой скоростью:

 Wсм = W’ + W" ≈ (WИ φ)/β.
КИПЕНИЕ ПАРОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ
32
	Между Wсм   и WИ имеется практически однозначная связь.

	Условно процесс теплообмена при движении двухфазного потока в трубах можно разбить на три области:

	1) область преимущественного действия пузырькового кипения (Wсм < 20÷30 м/с);

	2) переходную область, где на теплообмен оказывают влияние и кипение, и конвекция;

	3) область преимущественного влияния конвекции(Wсм >50÷60 м/с).
33
34
Зависимость коэффициента теплоотдачи
от скорости движения и плотности теплового потока при P=1.9 МПа:
I ‒ область развитого объёмного кипения; II ‒ область совместного влияния кипения и вынужденной конвекции; III ‒ область преимущественного влияния вынужденной конвекции
	Фактором, ограничивающим мощность ТВС водоохлаждаемых реакторов, во многих случаях является кризис теплообмена.

	Если создать условия, препятствующие наступлению кризиса, то тепловая мощность реакторов может быть повышена, что даст большой экономический эффект.

	Наряду с термином "кризис теплообмена" используются термины, уточняющие конкретную форму кризиса (пережог, осушение).
	Хотя ядерные реакторы при нормальных условиях в целях безопасности работают при тепловых потоках ниже критических (КТП ‒ критический тепловой поток), могут возникнуть аварийные случаи, когда КТП будет достигнут.

	В зависимости от конкретных условий повышение температуры теплоотдающей стенки может составить и единицы, и сотни градусов, а темп возрастания от долей до сотен градусов в секунду.

	Итак, термин "кризис теплообмена" применительно к двухфазным потокам объединяет ряд процессов, которые приводят к ухудшению теплообмена, и при постоянной плотности теплового потока к повышению температуры поверхности.
35
Схемы механизмов кризиса теплообмена в парогенерирующем канале и
распределение истинного объёмного паросодержания
36
37
	Менее известны следующие обстоятельства, которые также могут приводить к наступлению кризиса.
	Если условия на входе постоянны и задан перепад давления на канале, то при заданном хвых можно найти из гидродинамических условий наибольшее значение расхода, который может пропустить канал. Иначе говоря, существует лишь одно значение хкр, выше которого течение с заданными ΔР и G оказывается невозможным. В этом случае говорят о "запирании канала". Увеличение расхода возможно достичь лишь путем увеличения давления на входе. Кризис, вызванный тепловыми причинами (испарение плёнки, переход пузырькового кипения в плёночное, образование горячих пятен и т.д.), может происходить и при более низких паросодержаниях, но никогда при более высоких, чем ххр.
38
Общий вид зависимости qкр(xкр)
39
40
Сопоставление диаграмм уноса и кризиса
	При низких давлениях и невысоких паросодержаниях (хтк<х<хгр) доля жидкости в плёнке относительно велика. Это связано с устойчивостью плёнки из-за больших значений поверхностного натяжения и малых плотностей пара. Испарение плёнки вызывается в основном пузырьковым уносом (Еп~ q)  и кризис наступает при конечном расходе жидкости в плёнке.
	При паросодержаниях х>хгр кризис связан с недостаточным орошением поверхности каплями (J~0).
	С повышением давления доля жидкости в плёнке становится меньше из-за меньшей устойчивости её и механического уноса (меньшее поверхностное натяжение и большие плотности пара). Кризис наступает при полном истощении плёнки.
41
	Во всех случаях, чем выше плотность теплового потока, тем выше скорость пара, оттекающего от стенки. Этот поток пара препятствует выпадению капель, а при малых q обеспечивается более интенсивное орошение поверхности каплями ("кризис орошения") – область 5 на рисунке(слайд-39).
	Промежуточная зона охватывает область, в которой процессы уноса и осаждения капель примерно компенсируются. Спад зависимости qкр(хкр) в этой области связывается с уменьшением выпадения капель на плёнку и проявляется в ограниченной области параметров. Например для воды (500<G, кг/(м2с)< 2000; Р<=15 МПа).
	Если плёнка перед наступлением кризиса гладкая, то механический унос будет мал и поток пара от испаряющей плёнки будет препятствовать осаждению капель лишь при одной величине хкр.
42
	Механизмы возникновения кризиса кипения в горизонтальных и вертикальных каналах качественно одинаковы.
	Но при малых скоростях при горизонтальном движении потока вследствие гравитационного эффекта происходит расслоение фаз, в результате чего значения критической плотности теплового потока оказываются меньше, чем в вертикальных.
	В условиях больших скоростей значения qкр совпадают.
	Особенностью кризиса второго рода в горизонтальных каналах является уменьшение толщины плёнки жидкости на верхней образующей канала.
43
	Запас до кризиса ‒ условие, выполнение которого добиваются при конструировании реактора и реакторной установки.
	Суть в том, что в любой точке активной зоны при всех штатных (как установившихся(стационарных), так и переходных(нестационарных)) режимах работы плотность теплового потока с поверхности твэлов должна быть меньше плотности теплового потока, при которой возможно возникновение кризиса (критической плотности теплового потока).
	Запас до кризиса количественно характеризуется коэффициентом запаса до кризиса, равным отношению критической плотности теплового потока для конкретных условий в конкретной точке к расчётному значению плотности теплового потока.
	Очевидно, что запас до кризиса будет обеспечен, если величина коэффициента запаса до кризиса больше единицы.
Для  ВВЭР’ов выбирается равным не менее 1.3 для стационарных режимов (и не ниже 1.1 для переходных режимов НЭ).
44
Змеевиковые трубы.

	Они могут использоваться в конструкциях парогенераторов.
	Положение кризиса в таких трубах зависит от
● геометрии,
● массовой скорости,
● паросодержания,
● давления.
	Действие центробежных и гравитационных сил, наличие вторичных течений осложняет задачу обобщения экспериментальных данных.
	На рисунке показано, как изменяются условия наступления кризиса теплообмена в разных режимах.
45
Положение кризиса
в змеевиковых трубах:
1 — высокое давление,
        малая массовая скорость;
2 — высокое давление,
        большая массовая скорость;
 3 — низкое давление,
         большая массовая скорость;
«стрелка» — место кризиса.
46
	При малых значениях массовой скорости преобладают гравитационные эффекты и большая часть жидкости течет вдоль нижней образующей трубы, а кризис возникает вблизи верхней образующей (1).
	При высоких массовых скоростях преобладающими становятся центробежные силы, жидкость отбрасывается к внешней стороне гиба, кризис возникает на внутренней поверхности змеевика  (2).
	При  низких давлениях и больших массовых скоростях вторичные токи, возникающие в сечении змеевиковой трубы перемещают жидкость к внутренней образующей и кризис возникает на внешней поверхности змеевика (3).
47
МЕТОДЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООБМЕНА

	Так как кризис согласно общепринятому представлению связан с прекращением (или ухудшением контакта жидкости с тепловыделяющей стенкой), то большинство методов интенсификации теплообмена основаны на использовании методов или устройств, с помощью которых обеспечивается дополнительный приток жидкости к стенке. К ним относятся турбулизация потока, организация закрученных потоков с помощью рёбер или различного рода вставок в канале, устройство "холодных пятен" для восстановления расхода жидкости в пленке и т.д.
	Другая группа методов интенсификации теплообмена связана с повышением коэффициента теплоотдачи в дисперсном потоке за счёт применения рёбер из теплопроводного материала, капиллярно-пористых структур, поверхностей со специальной шероховатостью и т.д.
	Особо следует отметить метод дополнительного впрыскивания жидкости в поток двухфазной смеси, когда условия потока приближаются к критическим.
48
Виды интенсификаторов теплообмена (элементы турбулизирующие и завихряющие):
1 — ленты; 2 — закручивающие вставки (пропеллеры, шнеки); 3 — проволочные спирали; 4 — гофры (зиги) на поверхности; 5 — внутренние рёбра;
6 — эллиптические закрученные трубы; 7,8 — дистанционирующие решётки с завихрителями.
49
Увеличение коэффициента теплоотдачи при кипении
в трубе с выступами
(Р=0,1 МПа; d/D=0,88÷0,93; t/D=0,28÷0,57):
1 — гладкая труба; 2 — труба с выступами
50
Схема действия турбулизирующих выступов
на холодной стенке кольцевого канала
(внутренний стержень обогревается, наружный – нет):
а – без турбулизирующих элементов;
б – с турбулизируюшими выступами;
«пунктирная линия» – сечение кризиса.
51
Схема циркуляция однофазного потока
в поперечном сечении ТВС
 после интенсификатора осевой закрутки
52
Модель интенсифицирующей дистанционирующей решётки ТВС
53
Модель интенсифицирующей дистанционирующей решётки ТВС
(другой ракурс)
54
Влияние шероховатости поверхности и отложений на ней

	В области недогретой жидкости выступы шероховатости увеличивают турбулизацию пристенного слоя и, следовательно, способствуют росту КТП. С другой стороны, шероховатость увеличивает число центров парообразования, способствует образованию сплошной плёнки пара на поверхности и, тем самым, снижает величину КТП.
	В потоке с высоким паросодержанием шероховатость поверхности увеличивает унос жидкости из плёнки, что приводит к уменьшению КТП. Таким образом, влияние шероховатости стенки на двухфазный поток оказывается неоднозначным.
	Обтекание шероховатости типа "выступ" потоком связано с образованием застойных зон. В этих зонах может происходить более интенсивное отложение солей, что приведет к зарастанию выступов отложениями и снижению эффекта интенсификации. По-видимому, этого можно избежать, если применить волнистую шероховатость, при которой устраняются застойные зоны.
55
	Отложения продуктов коррозии на теплоотдающей поверхности сказываются на её температурном режиме и на значении qкр.
	Отложения обычно состоят из различных структур оксидов железа (70÷80%) и других конструкционных материалов в виде капиллярно-пористых структур.
	Разные условия работы поверхностей обусловливают широкий диапазон свойств отложений.
	Диаметр капиллярных каналов в отложениях имеет порядок 5–10 мкм, а количество их достигает 3000÷5000 на 1мм2.
	Плотность отложений изменяется от 2,5 до 4,7 г/см3, а коэффициент теплопроводности от 0,5 до 3,0 Вт/(м·К).
	При кипении на поверхности эффективная теплопроводность может возрасти в 10 и более раз.
56
	Кризис теплообмена на пористых структурах возникает при меньших плотностях теплового потока, чем на непроницаемой поверхности.

	Возможными причинами этого являются:
1) увеличенное количество центров парообразования, что способствует более раннему возникновению сплошной паровой пленки;
 2) нарушение циркуляции в порах из-за закупорки капилляров и в связи с затруднением притока жидкости через отложения;
3) худшие теплофизические свойства отложений по сравнению с металлической поверхностью, что способствует локальному перегреву.
57
МОДЕЛИРОВАНИЕ КРИЗИСА

	Для исследования теплогидравлических характеристик натурных топливных сборок и пучков стержней требуются экспериментальные стенды значительной мощности. Поэтому часто ограничиваются экспериментами на моделях, содержащих меньшее количество стержней. Однако перенос таких результатов на полномасштабные сборки сложен и ненадёжен. Большая теплота парообразования у воды и высокие давления при значительных размерах канала вызывают необходимость больших мощностей для исследования явления кризиса. Чтобы избежать этого, разработаны методы моделирования кризиса с использованием фреонов, которые целесообразно применять как моделирующие жидкости вследствие их более низких температур, давления и теплоты парообразования.
	Для подобия процессов кризиса теплообмена необходимо соблюдать геометрическое, термодинамическое и гидродинамическое подобие.
	Геометрическое подобие включает в себя требование подобия геометрии канала и отношения линейных размеров канала к характерной длине (например, к капиллярной постоянной).
	Термодинамическое подобие предполагает одинаковые механизмы теплообмена и эквивалентность физических свойств.
58

Вопросы, выносимые на зачёт

1. Начальный участок трубы. Гидравлический диаметр.
    Формулы Блазиуса и Пуазейля.

2. Начальный участок трубы. Гидравлический диаметр.
    Формула для коэффициента теплоотдачи при стабилизированном
    течении в круглой трубе.

3. Кризис теплообмена, механизмы кризиса.
    Запас до кризиса.
    Коэффициент запаса до кризиса.

4. Влияние шероховатости поверхности и отложений на ней
    на теплообмен и кризис теплообмена.

5. Методы интенсификации теплообмена (краткая характеристика).

59
ДЗЯКУЙ
 ЗА  ЎВАГУ
THANK  FOR
 YOUR  ATTENTION
СПАСИБОЗА  ВНИМАНИЕ


Презентация на тему: Теплопередача


Презентация на тему: Теплопроводность


Презентация на тему: Теплопередача. Тепловая изоляция


Презентация на тему: Теплопередача и человек


Презентация на тему: Теплообмен излучением


Презентация на тему: «Теплопередача» физика


title: Презентация на тему: Теплопроводность диффузия внутреннего трения

text:
(1 )

(3)

 (6)
(8)
(9)
(10)


Презентация на тему: Теплопроводность и растительный мир


Презентация на тему: Теплопередача вокруг нас


Презентация на тему: Теплопроводность Конвекция Излучение


title: Презентация на тему: Теплопередача

text:
Урок №3
Теплопередача.
Молекулы газа
Молекулы твердого вещества

Теплопроводность

Конвекция

Излучение
Теплопередача
Состояния вещества

.

Теплопроводность – это явление при котором энергия передается из одной части тела к другой части тела по средством движения частиц или при непосредственном контакте двух тел.
Галилео Галилилей
Галиле́о Галиле́й (итал. Galileo Galilei; 15 февраля 1564, Пиза — 8 января 1642, Арчетри) — итальянский физик, механик, астроном, философ и математик, оказавший значительное влияние на науку своего времени. Он первым использовал телескоп для наблюдения небесных тел[3] и сделал ряд выдающихся астрономических открытий. Галилей — основатель экспериментальной физики. Своими экспериментами он убедительно опроверг умозрительную метафизику Аристотеля и заложил фундамент классической механики[4].

Термоскоп Галилея

Галилей назвал свою трубку «термоскопом»; точной меры тепла этот прибор, конечно, не мог дать, потому что высота жидкости в трубке зависела не только от окружающей температуры, но и от давления воздуха. Этот прибор был и термометром, и барометром одновременно, но не мог служить ни термометром, ни барометром в отдельности. Кроме того, Галилей не указал на приборе постоянных точек, и на нем не было шкалы. Поэтому он давал возможность судить лишь о том, стало ли теплее или холоднее, а насколько именно — оставалось неизвестным.

Просмотрим все на примере опыта.
видео
Спасибо за внимание!


Презентация на тему: Теплопроводность и теплопередача


title: Презентация на тему: ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОС В ЯДЕРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ

text:
Семенович
Олег
Вячеславович
старший научный сотрудник

ОИЭЯИ-Сосны НАН Беларуси

старший преподаватель
КЯФ, физфак, БГУ
ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСВ  ЯДЕРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ
ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСВ ЯДЕРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ
Тема № 1. Основные положения  теории тепломассообмена
		(4 ч.: Л-1 и Л-2).

	Тема № 2. Теплопроводность
		     (стационарные и нестационарные процессы)
			(4 ч.: Л-3 и Л-4).

		Тема  №3. Теплофизические свойства топливных
			       элементов, теплоносителей и
                                            конструкционных материалов
                                            реакторных установок.
                                            Методы определения
                                            теплофизических характеристик.
                                            Датчики температур
				(20 ч.: ЛР-1; ЛР-2; ЛР-3; ЛР-4; ЛР-5).
03
ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСВ ЯДЕРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ
Тема  № 4. Теплообмен излучением
	       (радиационный теплообмен).
	       Сложный теплообмен.
		(1 ч.: Л-5).

	Тема № 5. Диффузионный массообмен
			(1 ч.: Л-5).

		Тема  №6. Конвективный тепломассообмен
                                            в однофазных потоках
				(4 ч.: Л-6 и Л-7).

			Тема № 7. Основные положения
	      			      теории пограничного слоя
					(2 ч.: Л-8).
04
ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСВ ЯДЕРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ
Тема № 8. Конденсация. Кипение
		(2 ч.: Л-9).

	Тема № 9. Гидродинамика и теплообмен
		      двухфазных потоков
			(1 ч.: Л-10).

		Тема № 10. Тепломассообмен при течении
	        		        в каналах и пучках труб (стержней)
				(1 ч.: Л-10).

			Тема № 11. Процессы гидродинамики и
				        теплообмена в ядерных реакторах
				        при различных режимах работы
					(2 ч.: Л-11).
05
ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСВ ЯДЕРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ
Тема  № 12. Особенности процессов
	         гидродинамики и теплообмена
	         в активных зонах реакторов
		(2 ч.: Л-12).

	Тема № 13. Процессы гидродинамики и теплообмена
	        	        в парогенераторах
			(1ч.: Л-13).

		Тема № 14. Тепломассообмен в ЯЭУ
			         при аварийных ситуациях
				(1ч.: Л-13).
06

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

1. Определение коэффициентов теплопроводности материалов абсолютным методом; определение теплофизических характеристик твёрдых материалов в регулярном режиме при граничных условиях 1-го и 2-го рода.
2. Определение коэффициентов теплопроводности и температуропроводности методом источника постоянной тепловой мощности.
3. Определение теплофизических характеристик твёрдых материалов в регулярном режиме при граничных условиях 1-го и 4-го рода и исследование зависимости коэффициента температуропроводности от температуры.
4. Изучение эффекта Зеебека и градуировка термопар.
5. Градуировка металлических термометров сопротивления; градуировка полупроводниковых термометров сопротивления (термисторов).

07
1. Слеттери, Дж. С. Теория переноса импульса, энергии и массы в сплошных средах / Дж. С. Слеттери. – М.: Энергия, 1978. – 448 с.

2. Галин, Н.М. Тепломассообмен (в ядерной энергетике): Учеб. пособие для вузов / Н.М. Галин, П.Л. Кириллов. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 376 с.

3. Кириллов, П.Л. Справочник по теплогидравлическим расчётам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы); 2-е изд., перераб. и доп. / П.Л. Кириллов, Ю.С. Юрьев, В.П. Бобков; Под общ. ред. П.Л. Кириллова. –– М.: Энергоатомиздат, 1990. – 360 с.

4. Теплообмен в ядерных энергетических установках: Учебное пособие для вузов; 3-е изд., перераб. и доп. / Б.С. Петухов [и др.]. – М.: Издательство МЭИ, 2003. – 548 с.

5. Кириллов, П.Л. Тепломассообмен в ядерных энергетических установках: Учебное пособие для вузов; 2-е изд., перераб. / П.Л. Кириллов, Г.П. Богословская. – М.: ИздАт, 2008. – 256 с.
08
6. Кутателадзе, С.С. Основы теории теплообмена / С.С. Кутателадзе. – Изд. 5-е перераб. и доп. – М.: Атомиздат, 1979. – 416 с.

7. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник / Под общ. ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. – М.: Энергоиздат, 1982. – 512 с.

8. Берд, Р. Явления переноса / Р. Берд, В. Стьюарт, Е. Лайтфут. – М.: «Химия», 1974. – 688 с.

9. Себиси, Т. Конвективный теплообмен. Физические основы и вычислительные методы / Т. Себиси, П. Брэдшоу. – М.: Мир, 1987. – 592 с.

10. Делайе, Дж. Теплообмен и гидродинамика двухфазных потоков в атомной и тепловой энергетики / Дж. Делайе, М. Гио, М. Ритмюллер. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 424 с.
09
11. Кириллов, П.Л.  Гидродинамические расчеты: Справочное учебное пособие /  П.Л. Кириллов, Ю.С. Юрьев. – М.: ИздАт, 2009. – 216 с.

12. Кузнецов, Ю.Н. Теплообмен в проблеме безопасности ядерных реакторов / Ю.Н. Кузнецов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 296 с.

13. Лукашевич, Б.И. Парогенераторы реакторных установок ВВЭР для атомных электростанций. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004.– 391 с.

14. Рассохин, Н.Г. Парогенераторные установки атомных электростанций: Учебник для вузов; 3-е изд., перераб. и доп. / Н.Г. Рассохин. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 384 с.

15. Логвинов, С.А. Экспериментальное обоснование теплогидродинамической надежности реакторов ВВЭР / С.А. Логвинов, Ю.А. Безруков, Ю.Г. Драгунов. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 255 с.
10
ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСВ ЯДЕРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ
Тема №1
Основные положения
 теории тепломассообмена
11

Основные понятия термомеханики сплошных сред:

сплошная среда;
		       тело;
		                   движение;
				           деформация;
материальные координаты;
	      силы –
	                  внешние, взаимные, контактные;
 				            	 	            принцип напряжений.
Теорема переноса.
Теорема переноса для области, содержащей сингулярную поверхность.

Законы сохранения массы, импульса, момента импульса, энергии
в интегральной форме.
Дифференциальная форма
законов сохранения массы, импульса, момента импульса, энергии.

Критерии подобия; критериальные числа (числа подобия).
Критерий Кнудсена.

12
СПЛОШНАЯ   СРЕДА
СПЛОШНАЯ СРЕДА – физико-математическая абстракция, согласно которой материя рассматривается как система «ЧАСТИЦ» или «МАТЕРИАЛЬНЫХ ТОЧЕК» (точечных объектов, обладающих массой), распределённых в пространстве Е (трёхмерном евклидовом) таким образом, что существует взаимно однозначное непрерывное отображение этой системы на пространство Е:
каждой точке пространства Е соответствует некоторая (и только одна) частица (материальная точка), и наоборот,
каждой частице (материальной точке) соответствует некоторая (и только одна) точка пространства Е, называемая её МЕСТОМ.

Введём обозначения:

           –  частица (материальная точка),            – точка пространства           (место) .

В таком случае, сказанное выше можно сформулировать следующим образом:

                                                         (1)                                                         (2)

13
ТЕЛО
ТЕЛО – совокупность материальных точек, занимающих в каждый момент времени некоторую замкнутую область пространства Е.
Из вышеизложенного следует, что существует взаимно однозначное непрерывное отображение тела на область пространства Е.

Это отображение называется КОНФИГУРАЦИЕЙ тела.

 При рассмотрении поведения тела во времени конфигурацию в начальный момент времени будем называть ИСХОДНОЙ,
конфигурацию в рассматриваемый (текущий) момент времени – АКТУАЛЬНОЙ.

14
СИСТЕМА   ОТСЧЁТА
Система отсчёта – возможный способ связи  физической реальности с трёхмерным евклидовым пространством Е и действительной осью времени.
СИСТЕМА ОТСЧЁТА – группа объектов (тел), взаимное расположение которых остаётся неизменным  в течение всего интервала времени, в который ведётся наблюдение (изучение) поведения исследуемого тела или исследуемой системы тел.

Система отсчёта и система координат – не одно и то же.

Система отсчёта – совокупность материальных объектов.

Система координат – математический способ описания положения тел в пространстве-времени.
15
СИСТЕМА  КООРДИНАТ

СИСТЕМА КООРДИНАТ – схема правил описывающих (представляющих) каждый объект (точку) некоторого класса (пространства, области пространства) G соответствующим упорядоченным набором (действительных или комплексных) чисел (компонент, координат) х1, х2,..   .
Число координат, требуемых для определения каждой точки (х1,х2, … , хN) называется РАЗМЕРНОСТЬЮ пространства С.

В дальнейшем будем иметь дело с трёхмерным евклидовым пространством.

Будет применяться декартова прямоугольная (как правило) система координат, реже – цилиндрическая и сферическая.

16
ДВИЖЕНИЕ
Выбрав систему координат, конфигурацию можно тела В можно описать,  аналогично (1) и (2), задав множество радиус-векторов частиц, составляющих тело:

                                                  (3)                                                          (4)
ДВИЖЕНИЕ ТЕЛА – однопараметрическое семейство
                                    конфигураций,
действительным параметром которого является время t:

                                                   (5)                                                          (6)

Тело В и любая из его пространственных конфигураций,
очевидно, не одно и то же.
			      Но для наблюдения и изучения тело доступно
			      только в своих конфигурациях.
17
ДЕФОРМАЦИЯ
ДЕФОРМАЦИЯ (от лат. Deformatio – «искажение») – изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением относительно друг друга.

18
Место  некоторой частицы тела в конфигурации         обозначим  так:

                                                                                (7)

Частица в точке          конфигурации       может  быть представлена в виде

                                                                                (8)

Если         – движение тела, то можем записать

                                                                                (9)

Выражение (9) определяет семейство деформаций по сравнению с исходной конфигурацией.

Индекс        указывает на то, что форма               зависит от выбора конфигурации.

19
МАТЕРИАЛЬНЫЕ   КООРДИНАТЫ
Выбрав систему координат (прямоугольную, декартову) радиус-вектор

        частицы         в начальный момент времени, когда она находится

в начальной конфигурации          , можно записать в  координатах :
                                                                                (10)

Координаты            называются материальными координатами

материальной частицы        .

Таким образом, МАТЕРИАЛЬНЫЕ КООРДИНАТЫ – координаты в начальной конфигурации.
Уравнение (9) можно записать в материальных координатах:
                                                                                (11)
20
Материальная (субстанциональная )производная
Материальная (субстанциональная) производная – это производная по времени в системе материальных координат:

                                                                                (12)

Выберем систему координат. Зафиксируем некоторую точку пространства (например, совпадающую с пространственным положением центра масс тела в его исходной конфигурации).
Частная производная по времени – производная по времени, вычисляемая в данной точке:

                                                                                (13)

21

Если положение точки          в выбранной системе координат совпадает в её

положением                  в исходной конфигурации, то частная производная по

времени и субстанциональная производная совпадают в начальный момент.

В дальнейшем по мере движения точки (со скоростью          ) эти величины

становятся различными.
Они соотносятся следующим образом:

                                                                                (14)

Рассмотрим поведение частицы в системе отсчёта, которая движется

со скоростью             относительно фиксированной системы координат.

22
ПОЛНАЯ ПРОИЗВОДНАЯ – это производная по времени в системе отсчёта, движущейся относительно выбранной системы координат

со скоростью           :

                                                                                (15)

Очевидно, что справедливы соотношения

                                                                                (16)

                                                                                (17)

23

Если А вектор или тензор 2-го порядка, выражения (14) и (15) принимают, соответственно, вид (14а), (14б) и (15а), (15б):

                                                                                (14а)

                                                                                (14б)

                                                                                (15а)

                                                                                (15б)

24

Законы сохранения

 МАССЫ,
ИМПУЛЬСА
(КОЛИЧЕСТВА ДВИЖЕНИЯ),
 МОМЕНТА ИМПУЛЬСА,
 ЭНЕРГИИ

в интегральной форме.

25
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ

Закон сохранения массы можно сформулировать так:
"МАССА ТЕЛА НЕ ЗАВИСИТ ОТ ВРЕМЕНИ".
Таким образом, постулируется, что масса тела (или любого его участка, который в свою очередь также является телом) не изменяется с течением времени при любом числе перемещений, вращений и деформаций.
Введем следующие обозначения:

                                       – массовая плотность вещества,
                                           из которого состоит тело,

                                       –  материальный объём тела
                                          (объём области пространства,
                                            занимаемой телом в его текущей конфигурации),

                                       – масса тела,

                                       – радиус вектор,
                                       – время,           .

26

Для массы тела можем записать следующее выражение:

                                                                                (18)

	Тогда закон сохранения массы выразим в виде

                                                                                (19)

                       __________________________

27
СИЛА
Каждому телу А соответствует определённая система тел Ã, так чтобы масса этих тел являлась массой Вселенной.

Система тел Ã  называется внешней, или окружающей, средой для тела А.

Система сил является векторной функцией
каждой пары тел.

Величина                     называется СИЛОЙ, с которой тело В действует на тело С.

Система сил определяется следующими двумя свойствами или аксиомами.
28
1.

	Для определённого тела А сила
			является аддитивной функцией,
определённой для всех тел С, составляющих тело А.

2.

	Для определённого тела А сила
			является аддитивной функцией,
определённой для всех тел С, составляющих тело Ã.

29

30
Силы, с которыми приходится иметь дело в механике сплошных сред, классифицируют следующим образом:
	внешние,
			   взаимные,
					       контактные.
ВНЕШНЯЯ СИЛА

ВНЕШНЯЯ СИЛА – сила, возникающая (по крайней мере от части) вне тела и действующая на материальные частицы, составляющие тело. Пространственное векторное поле.

Примеры: сила тяжести, электростатическая сила между двумя заряженными телами.

Пусть         – удельная (отнесённая к единице массы) внешняя

сила, с которой окружающая среда        действует на тело В.

В таком случае для суммарной внешней силы, действующей на часть Р тела В, справедливо выражение

                                                                                (21)

31

ВЗАИМНАЯ СИЛА
ВЗАИМНАЯ СИЛА – сила, возникающая внутри тела и действующая на пары материальных частиц, составляющих тело. Векторное поле – функция материальных координат.
Примеры: межмолекулярные силы, электростатическая сила между двумя заряженными телами.
Определим

                                                                                (22)

Пусть        – удельная взаимная сила, с которой (В-Р) действует на Р.
Общая взаимная сила, приложенная к Р выражается так:

                                                                                (23)

Сумма взаимных сил между всеми частями тела равна нулю.
32
КОНТАКТНАЯ СИЛА

КОНТАКТНАЯ СИЛА – сила, действующая на поверхности, ограничивающей часть Р тела и эквивалентная силе, с которой часть (В-Р) тела действует на Р без учёта взаимных сил. Контактная сила не является функцией координат.
Примеры: сила натяжения, сила, сила трения на границе раздела фаз.

Пусть                           – напряжение  (отнесённая к единице

площади сила), с которым  (В-Р) действует на В в точке х.
В таком случае для суммарная контактная сила, с которой  (В-Р) действует на В равна

                                                                                (24)

33
ПРИНЦИП НАПРЯЖЕНИЙ

Существует векторная функция                                    , определён-

ная для всех точек тела В и для всех единичных векторов
так, что напряжение, с которым (В-Р) действует на любую часть Р тела В можно записать в виде

                                                                                (25)

        – единичный вектор  нормали к поверхности, ограничи-вающей Р.

                         – вектор напряжений в точке         , действующий
на ориентированный элемент поверхности Р  с нормалью        ,
направленной внутрь (В-Р), действующего этот на элемент
поверхности с напряжением          .

34
35
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА(КОЛИЧЕСТВА ДВИЖЕНИЯ)
"Скорость изменения импульса тела в инерциальной системе отсчета равна сумме сил, действующих на тело":

                                                                                (27)

   _________________________________________________

                                   –  импульс (количество движения). (26)

36
где

                                      – поле скорости,            ;

                                       – площадь поверхности тела
                                          (материальная поверхность),         ;

                                       – суммарное поле внешних
                                                                    и взаимных сил,       ;

                                       – вектор напряжений,         .

Вектор напряжений можно выразить через
                                               тензор напряжений           ,           :

                                                                                (28)

37

																               (28а)

38
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МОМЕНТА ИМПУЛЬСА(МОМЕНТА КОЛИЧЕСТВА ДВИЖЕНИЯ)
"Скорость изменения момента импульса тела в инерциальной системе отсчета равна сумме моментов всех сил, действующих на тело":

                                                                                (30)

_________________________________________________

                                                         –  момент импульса.      (29)

39

Сделано предположение (общепринятое в механике сплошных сред) о том, что все моменты вращения, действующие на материал тела, являются результатом сил.

                   – антисимметричный тензор Леви-Чевита;

                       – радиус вектор,       .

40
ПЕРЕНОС ЭНЕРГИИ
Каждому телу А соответствует определённая система тел Ã, так чтобы масса этих тел являлась массой Вселенной.

Система тел Ã  называется внешней, или окружающей, средой для тела А.

Совокупность плотностей потоков переноса энергии является

скалярной функцией                              пары тел В и С.

                          – плотность потока энергии от тела С к телу В.

41

В механике сплошных сред типы переноса (передачи) энергии классифицируют следующим образом:
	внешний,
			   взаимный,
					       контактный.

42
1.
Для заданного тела       плотность теплового потока
является аддитивной функцией,
определённой для части       тела          .

При определении плотностей потоков энергии руководствуются следующими аксиомами.
2.
   Для заданного тела     плотность теплового потока
является аддитивной функцией, определённой для части
       тела          .

Из этого следует, что части тела получают энергию независимо друг от друга из различных участков окружающей среды.

43
ВНЕШНИЙ ПЕРЕНОС ЭНЕРГИИ

ВНЕШНИЙ ПЕРЕНОС ЭНЕРГИИ – энергия передаётся из окружающей среды материальным частицам, составляющим рассматриваемое тело.
Примеры: передача солнечной радиации атмосфере Земли, индукционный нагрев твёрдого тела.

Пусть         – удельная плотность потока внешней энергии

передаваемой от окружающей среды         телу В.

Для суммарной плотности потока внешней энергии, переданной части Р тела В, справедливо выражение

                                                                                (31)

44
ВЗАИМНЫЙ ПЕРЕНОС ЭНЕРГИИ

ВЗАИМНЫЙ ПЕРЕНОС ЭНЕРГИИ – энергия передаётся между парой материальных частиц, составляющими рассматриваемое тело.
Пример: излучение внутри потока горячего газа.

Пусть         – удельная мощность переноса энергии

от объёма (В-Р) к объёму Р .
Для суммарной плотности взаимного потока энергии, переданной части Р тела В, справедливо выражение

                                                                                (32)

Сумма взаимных потоков энергии между любыми двумя частями Р равна нулю.
45
КОНТАКТНЫЙ ПЕРЕНОС ЭНЕРГИИ

КОНТАКТНЫЙ ПЕРЕНОС ЭНЕРГИИ – перенос энергии через поверхность, ограничивающую часть Р тела В, что эквивалентно потоку энергии от части (В-Р) тела В к Р без учёта взаимных потоков энергии. Контактный тепловой поток не является функцией координат.
Пример: теплоотдача от горячей стенки к омывающей её жидкости.
Пусть                                  – контактный поток энергии (отнесённая к единице площади мощность переноса энергии) от  (В-Р) к границе Р в точке х.
В таком случае для суммарная мощность контактного переноса энергии от  (В-Р) к Р равен

                                                                                (33)

46
 ПРИНЦИП ПЛОТНОСТИ ПОТОКА ЭНЕРГИИ

Существует скалярная функция                                 , определён-

ная для всех точек тела В и для всех единичных векторов
так, что мощность контактного переноса энергии к любой части Р тела В можно представить в виде

                                                                                (34)

        – единичный вектор внешней нормали к поверхности, ограничи-вающей Р.

                         – контактный поток энергии в точке         через

ориентированный элемент поверхности Р  с нормалью        ,
направленной внутрь (В-Р).

47
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ
"Скорость изменения во времени внутренней и кинетической энергии тела в инерциальной системе отсчёта равна сумме удельной работы, совершаемой над телом контактными силами, действующими на ограничивающую тело поверхность со стороны окружающей среды, удельной работы, совершаемой над телом внешними и взаимными силами, мощности контактного переноса энергии из окружающей среды через ограничивающую тело поверхность и мощности внешнего и взаимного переносов энергии":

                                                          –  энергия тела.      (35)

                              – удельная внутренняя энергия,                   .

48
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ

                                                                                (36)

       ____________________________________________

49
Теорема переноса (некоторые называют ее теоремой Лейбница или правилом Лейбница) является обобщением известного из математического анализа правила дифференцирования интеграла по параметру.
В случае дифференцирования по времени интеграла по объёму тела (материальному объёму) от некоторой функции координат и

времени          теорема переноса формулируется так:

                                                                                (37)

         _______________________________

ТЕОРЕМА ПЕРЕНОСА

50
	Функция Ψ является функцией времени и координат (скаляр, вектор или тензор 2-го порядка).
	Интегрирование ведётся по всей области пространства, занимаемой телом в его текущей конфигурации. В общем случае можно ожидать, что предел интегрирования является функцией времени.
	Рассмотрим это интегрирование (левая часть уравнения (37)) по объёму в исходной конфигурации κ. В этом случае предел интегрирования не зависит от времени и может быть выражен через материальные координаты ограничивающей поверхности. В свою очередь это означает, что в рассматриваемой процедуре можно поменять местами операции дифференцирования и интегрирования.

	Пусть                          – текущие координаты материальной

точки, а                             – её материальные координаты.

Выполним преобразование левой части уравнения (37).
51

                                                                                (38)

где

                                                                                (39)

52

	Величину J можно считать объёмом в текущей конфигурации, отнесённым к единице объёма в начальной конфигурации. Обычно J является функцией как времени, так и координат. Предел интегрирования с пометкой «κ» означает, что интегрирование ведётся по всей области пространства, занимаемой телом в его начальной конфигурации.
	Определим градиент деформации

                                                                                (40)

	Примем

                                                                                (41)

53

	Легко показать, что

                                                                                (42)

	Используя определение скорости, получим:

                                                                                (43)

                                                                                (44)

           _____
54

    Итак

                                                                                (45)

     Принимая во внимание соотношение (45), уравнение (38) запишем в виде:

                                                                                (37)

	Используя определение субстанциональной производной
уравнение (37) можно переписать в виде

                                                                                (37а)

        _____________________________________________
55

Субстанциональные производные от тензоров 0-го ранга (скаляра), 1-го ранга (вектора) и 2-го ранга:

                                                                                (46)

56

    Применив преобразование Грина (частным случаем которого является теорема о дивергенции или теорема Гаусса), соотношение запишем

                                                                                (37б)

       _____________________________________________

где               – замкнутая поверхность, ограничивающая объём

           .

Уравнения (37), (37а), (37б) – три формы теоремы переноса.

57

Заменим в выражении (15) материальный объём совпадающим
с ним в исходной конфигурации пространственным объёмом

           , ограниченным поверхностью            .

Тогда соотношение (37) легко преобразуется к виду

                                                                                (47)

   _____________________________________

	Выражение (47) называют обобщённой теоремой переноса.

58
ТЕОРЕМА ПЕРЕНОСА ДЛЯ ОБЛАСТИ,СОДЕРЖАЩЕЙ СИНГУЛЯРНУЮ ГРАНИЦУ
Рассмотрим область содержащую сингулярную поверхность (например, границу раздела фаз). Сингулярная поверхность – поверхность, являющаяся разрывной  относительно одной или более величин (плотность, скорость и т.п.).

59

Обобщим теорему переноса на случай, тела содержащего движущуюся границу раздела фаз, которая рассматривается как сингулярная поверхность.
Поверхность сингулярна (разрывна) относительно величины

и скорости        .

Поверхность перемещается со скоростью

(речь идёт о нормальной компоненте скорости в точке        .

Величины         и          непрерывно дифференцируемы

 в областях         и              .

Так как сингулярная поверхность не является материальной, области и поверхности также не являются материальными.
60

	Определим поле

                                                                                (48)

	      – единичный вектор, перпендикулярный поверхности

                и направленный из области            в область             .

61

	Можем записать выражение

                                                                                (49)

62

	К каждому слагаемому правой части соотношения (49) можно применить обобщённую теорему переноса. В результате сформулируем выражения

                                                                                (50а)

63

                                                                                (50б)

	Здесь            и           – предел функции      , когда точка

           приближается к лежащей на сингулярной поверхности

точке         оставаясь при этом в        или        , соответственно.
64
	Подставив (50а) и (50б) в (49), получим:

                                                                                (51)

                                                                                (52)

	(51) – теорема переноса для областей, содержащих сингулярные границы.
	(52) – скачок величины        на сингулярной границе.
65

Дифференциальная форма законов сохранения
 МАССЫ,
ИМПУЛЬСА
(КОЛИЧЕСТВА ДВИЖЕНИЯ),
 МОМЕНТА ИМПУЛЬСА,
 ЭНЕРГИИ

66
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ(УРАВНЕНИЕ НЕРАЗРЫВНОСТИ)
	Применив  к соотношению (19)

                                                                                (19)

 теорему переноса в форме (37), получим

                                                                                (53)

Поскольку предел интегрирования выбран произвольно, (53) справедливо для любого тела или части тела (так как часть тела есть тело). По этой же причине равенство (53) выполняется, если равно нулю подынтегральное выражение, то есть справедливо

67

                                                                                (54)

	Воспользовавшись определением субстанциональной производной, уравнение (54) можно записать в виде

                                                                                (55)

	Формулы (54) и (55) – две формы закона сохранения массы в дифференциальном виде – уравнения неразрывности.

           (55) – дивергентная форма.
68

	Если плотность не зависит от времени (изохорический процесс) уравнение (55) принимает вид

                                                                                (56)

	 Если плотность не зависит от времени и координат (несжимаемая жидкость) уравнение (56) сводится к

                                                                                (57)

	Несжимаемость жидкости – достаточное
           (но не необходимое) условие изохоричности.

69

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА(КОЛИЧЕСТВА ДВИЖЕНИЯ)

                                                                                (27)

Уравнение сохранения импульса в дифференциальной форме можно получить из первого закона Эйлера (27), применив теорему переноса и уравнение неразрывности. С учетом выражений (37) и (54) левую часть уравнения (27) преобразуем следующим образом:

                                                                                (58)

70

Первое слагаемое правой части уравнения (27), используя выражение (28) и преобразование Грина, сформулируем так

                                                                                (59)

Приняв во внимание соотношения (58) и (59), из (27) получим

                                                                                (60)

Ввиду того, что объём  произволен, приходим к выводу о справедливости следующего выражения:

                                                                                (61)

71
Это и есть искомое дифференциальное уравнение сохранения импульса, которое также называют уравнением движения в напряжениях, или первым законом Коши. 	Учитывая определение субстанциональной производной, выражение (61) сформулируем в виде

                                                                                (62)

Умножив уравнение неразрывности (55) скалярно на

вектор скорости            и сложив с (62), получим

                                                                                (63)

Введем в рассмотрение
                      тензор дополнительных напряжений             ,
		который зададим так:
                                                                                (64)

72

где             – термодинамическое давление,           ;

                   – единичный тензор.

Теперь соотношение (63) перепишем в виде

                                                                                (65)

Это дивергентный вид дифференциального уравнения сохранения импульса.

73
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МОМЕНТА ИМПУЛЬСА(МОМЕНТА КОЛИЧЕСТВА ДВИЖЕНИЯ)

                                                                                (30)

	Уравнение сохранения момента импульса в дифференциальной форме получим из второго закона Эйлера (уравнение(30)), применив теорему переноса и уравнение неразрывности.
 	Используя соотношения (37) и (54), преобразуем левую часть выражения (30) следующим образом:

74

75

76

                                                                                (66)

	Первое слагаемое правой части уравнения (30), применяя соотношение (28) и преобразования Грина, представим в виде

                                                                                (67)

Применяя (66) и (67), уравнение (30) запишем как

77

	или

78

                                                                                (68)

Вследствие того, что объём интегрирования выбран произвольно, подынтегральное выражение в (68) равно нулю. Следовательно,

                                                                                (69)

79
Преобразуем это соотношение, используя формулу (54). В результате получим выражение

                                                                                (70)

Вернёмся к соотношению (69). Принимая во внимание уравнение (61), приходим к выводу, что

                                                                                (71)

Так как

где       – символ Кронекера, соотношение (71) преобразуется как

80

                                                                                (72)

Можно также записать

                                                                                (73а)

откуда следует
                                                                                (73б)

Уравнения (73а) и (73б) – два варианта записи закона сохранения момента импульса в дифференциальной форме; их также называют вторым законом движения Коши. Из соотношений (73) следует, что в случае, когда все моменты вращения, действующие на тело, являются результатом действующих на тело сил, необходимым и достаточным условием сохранения момента импульса является симметричность тензора напряжений:

                                                                                (74)

81
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ

                                                                                (36)

       ____________________________________________

82
Из соотношения (36), используя теорему переноса, преобразование Грина и уравнение неразрывности, получим дифференциальное уравнение сохранения энергии. Преобразуем, приняв во внимание соотношения (37) и (54), левую часть выражения (36):

                                                                                (75)

83

	Применяя преобразование Грина и свойство симметрии тензора напряжений, первый член в правой части уравнения (36) представим в виде объёмного интеграла:

                                                                                (76)

                          – вектор плотности потока энергии,

	Теперь представим контактный перенос энергии так:

                                                                                (77)

84
Получим

                                                                                (78)

Учитывая соотношения (75), (76) и (78), уравнение (36) запишем в виде

85
Так как объём, по которому выполняется интегрирование, выбран произвольно, равенство верно, если равно нулю подынтегральное выражение, т.е. справедливо уравнение

                                                                                (79)

Это одна из форм дифференциального уравнения сохранения энергии.

86
Используя формулу (54), преобразуем (79) к виду

Окончательно имеем

                                                                                (80)

 _________________________________________________

87
Если умножить скалярно на вектор скорости уравнение первого закона Коши (61), то получим

                                                                                (81)

Вычитая это соотношение из уравнения (79), получим дифференциальное уравнение баланса внутренней энергии

                                                                                (82)

или

                                                                                (82а)

88

                                –  удельная энтальпия,                   .    (83)

Запишем дифференциальное уравнение сохранения энергии в терминах энтальпии :

                                                                                (84)

89
Перейдя от субстанциональной производной к частным производным и использовав уравнение неразрывности (55), получим дивергентный вид дифференциального уравнения сохранения энергии в терминах энтальпии

                                                                                (85)

90
ОБЩИЕ УРАВНЕНИЯ БАЛАНСА
Полученные выше интегральные уравнения сохранения можно рассматривать как частные случаи уравнения, которое, как правило, называют общим интегральным уравнением баланса. Оно имеет вид

                                                                                (86)

Аналогично, дифференциальные уравнения сохранения можно рассматривать как частные случаи уравнения, которое принято называть общим дифференциальным уравнением баланса

                                                                                (87)

91

      	– характерная для исследуемой субстанции некоторая "транспортная" величина (удельная);

 	– обуславливающий неконвективные приток/утечку поток субстанции (тензор, порядок которого на единицу больше порядка тензора      );

  	– удельная мощность генерации субстанции (тензор того же порядка, что и тензор       ).

Если в качестве        выбирается не просто скаляр
(переменная), а некоторая константа (например, единица), то
       и       полагаются тождественно равными нулю.

Теперь легко заметить, как необходимо выбирать      ,      и     ,
чтобы получить то или иное уравнение сохранения.
92

 уравнение сохранения      ____________________________

  НЕРАЗРЫВНОСТИ

        ИМПУЛЬСА

МОМЕНТА ИМПУЛЬСА

           ЭНЕРГИИ

93
КРИТЕРИИ ПОДОБИЯ;КРИТЕРИАЛЬНЫЕ ЧИСЛА (ЧИСЛА ПОДОБИЯ). КРИТЕРИЙ КНУДСЕНА.

	Два процесса «А» и «В» называются подобными, если они удовлетворяют следующим трём требованиям.
1. Математической описание процессов «А» и «В» в одной и той же системе координат отличается только значениями входящих в него размерных величин, тогда как вид уравнений, связывающих эти величины, одинаков.
 2.  Для любой величины             процесса «В» существует сход-

ственная ей величина                               в процессе «А».

3.   Безразмерные уравнения процессов «А» и «В» одинаковы.
94

Две величины          и              , имеющие одинаковый физический смысл называются сходственными, если они имеют общее начало отсчёта и связаны соотношением

                                                                            (88)

где            – положительная безразмерная величина одна и та же

для всей группы величин     , но, вообще говоря, иная для группы

величин    , имеющих иной математический или физический смысл.
	Величины         называются константами или масшта-

бами подобия, а связи типа (88) – преобразованием подобия.
95

Критерий Кнудсена – отношение длины свободного пробега молекул и масштаба течения:

                                                                                (89)

                                                                                (90)

	Условие (90) – условие применимости модели «сплошной среды».

                                                                                (91)

	Неравенство (91) – свободно-молекулярные режимы.

96
Вопросы, выносимые на зачёт

Сплошная среда. Дать определение.

Производные по времени, связь между ними.

Закон сохранения массы (интегральная форма).

Сила. Классификация. Дать определения.

Закон сохранения импульса (интегральная форма).

Закон сохранения момента импульса (интегральная форма).

7.  Типы переноса энергии. Классификация. Дать определения.
     Принцип плотности потока энергии.

Закон сохранения энергии (интегральная форма).

9.   Теорема переноса (без доказательства).
      Обобщённая теорема переноса (без доказательства).
      Теорема переноса для области , содержащей сингулярную границу
      (без доказательства).

10. Уравнение (без вывода) неразрывности
      (в том числе в дивергентной форме).
97

Вопросы, выносимые на зачёт

11. Дифференциальная форма закона сохранения импульса
      (без вывода).

12. Дифференциальная форма закона сохранения момента импульса
      (без вывода).

13. Дифференциальная форма закона сохранения энергии
      (в терминах энтальпии) (без вывода).

14. Общие уравнения баланса: интегральное и дифференциальное.

15. Подобные процессы. Преобразование подобия.
      Критериальные  числа (перечислите известные Вам).

16. Критериальное  число Кнудсена.
      Условие применимости «модели» сплошной среды.

98
ДЗЯКУЙ
 ЗА  ЎВАГУ
THANK  FOR
 YOUR  ATTENTION
СПАСИБОЗА  ВНИМАНИЕ


title: Презентация на тему: Теплопроводность. Конвекция. Излучение.

text:
Теплопроводность. Конвекция. Излучение
Учитель физики
МКОУ «ЯСШ №10» г.Ялта
Антонова Лилия Александровна
К учебнику О.Ф. Кабардин
Физика
 7 класс
Выяснить, какими способами может осуществляться процесс теплопередачи;
Выяснить механизмы разных способов теплопередачи.
Задачи урока
1. Если кусок алюминиевой проволоки расклепать на наковальне или быстро изгибать в одном и том же месте то в одну, то в другую сторону, то это место сильно нагревается. Объясните явление.
Проверочная работа
2. Молоток нагревается и когда им бьют, например, по наковальне, и когда он лежит на солнце в жаркий летний день. Назовите способы изменения внутренней энергии молотка в обоих случаях.
Теплопередача (теплообмен) - процесс изменения внутренней энергии без совершения работы.

Вспомним:
Виды теплопередачи
Теплопроводность – процесс передачи внутренней энергии от одного тела другому или от более нагретой части тела менее нагретой благодаря тепловому движению и взаимодействию частиц.

Проделаем опыт:

Теплообмен теплопроводностью
     Две проволоки одинаковой длины и толщины – медную и стальную – укрепим так, чтобы их концы попали в пламя свечи. Кусочками воска приклеим к ним маленькие гвоздики. Мы увидим, что с медной проволоки они начнут падать раньше. Значит, теплота по медной проволоке распространяется быстрее, чем по стальной.
  Газы, гранит, вода, жир, серебро, подсолнечное масло, медь, кирпич, шерсть, золото, железо, пух, солома, опилки, снег, ртуть, войлок, стекловата, олово, железобетон.
Задание 1.Составьте классификацию данных веществ и материалов по степени их теплопроводности:
Конвекция – это процесс переноса энергии потоками жидкости или газа
Пример, если поставить нагреватель в комнате, то воздух начнет циркулировать, менять местами, смешивать теплые и холодные слои (явление конвекции).
Мы выяснили, что теплота (энергия) может передаваться в результате теплопроводности или конвекции.
 В обеих случаях необходимо вещество: при теплопроводности теплота передается в результате движения и взаимодействия молекул, а при конвекции переносится струями жидкости или газа.
Вывод:
Как же тепло от Солнца доходит до Земли через космическое пространство?
   Излучение – процесс переноса энергии невидимыми лучами.
Все три вида теплопередачи
Задание 2. Сравните виды теплопередачи.
Можно ли считать выполненной задачу, поставленную в начале урока?
 Какие новые термины вы изучили на уроке? Что они означают?
 Чему вы научились?
Как вы можете использовать на практике полученные знания?
Подведение итогов
Прочитайте § 32 (с. 142-145).
  Ответьте на вопросы после параграфа.
Выполните одно из заданий:
1. Подготовить презентацию по одной из тем: «Разные виды теплопередачи в природе», «Учет и использование разных видов теплопередачи в быту»
«Что такое парниковый эффект»
«Теплопередача и растительный мир»
«Теплопередача и животный мир»
2. Подготовить анимацию по темам: «Образование бризов», «Проветривание помещений», «Тяга»

Домашнее задание
А) список использованных печатных источников:
1. Физика. 8 класс: учеб. для общеобразоват. организаций / О. Ф. Кабардин. – М. : Просвещение, 2014. – 176 с.: ил.
2.  Физика. Книга для учителя. 8 класс / О. Ф. Кабардин, С. И. Кабардина. М.: Просвещение, 2009. – 127 с.

Список использованных источников:
В) активные ссылки на использованные изображения:
Алюминиевая проволока http://www.londonstreet.ru/articles/1037/provoloka-aluminievaya-optovaya-i-roznichnaya-prodazha-chernogo-i-cvetnogo-metalloprokata/
молоток
http://elinpo.ru/images/product/50e84d42add26b471a8bd0eef8a1730b.jpg
Опыт со свечой по теплопроводности
http://predter.ru/moll/gazz46.htm
Конвекция в комнате
http://запартой.рф/publ/poznaem_mir_vmeste/fizika_i_ee_zakony/chto_takoe_izluchenie_i_konvekcija/107-1-0-4787
Земля и Солнце
http://novostey.com/science/news441833.html
Освещенная поляна
http://www.pics-zone.ru/picture.php?id=13127
Кастрюля с закипающей водой
http://servis-teplo.ru/teploperedacha-4


title: Презентация на тему: Теплопроводность. Конвекция. Излучение

text:
Теплопроводность. Конвекция. Излучение

Физика
 7 класс
Выяснить, какими способами может осуществляться процесс теплопередачи;
Выяснить механизмы разных способов теплопередачи.
Задачи урока
1. Если кусок алюминиевой проволоки расклепать на наковальне или быстро изгибать в одном и том же месте то в одну, то в другую сторону, то это место сильно нагревается. Объясните явление.
Проверочная работа
2. Молоток нагревается и когда им бьют, например, по наковальне, и когда он лежит на солнце в жаркий летний день. Назовите способы изменения внутренней энергии молотка в обоих случаях.
Теплопередача (теплообмен) - процесс изменения внутренней энергии без совершения работы.

Вспомним:
Виды теплопередачи
Теплопроводность – процесс передачи внутренней энергии от одного тела другому или от более нагретой части тела менее нагретой благодаря тепловому движению и взаимодействию частиц.

Проделаем опыт:

Теплообмен теплопроводностью
     Две проволоки одинаковой длины и толщины – медную и стальную – укрепим так, чтобы их концы попали в пламя свечи. Кусочками воска приклеим к ним маленькие гвоздики. Мы увидим, что с медной проволоки они начнут падать раньше. Значит, теплота по медной проволоке распространяется быстрее, чем по стальной.
  Газы, гранит, вода, жир, серебро, подсолнечное масло, медь, кирпич, шерсть, золото, железо, пух, солома, опилки, снег, ртуть, войлок, стекловата, олово, железобетон.
Задание 1.Составьте классификацию данных веществ и материалов по степени их теплопроводности:
Конвекция – это процесс переноса энергии потоками жидкости или газа
Пример, если поставить нагреватель в комнате, то воздух начнет циркулировать, менять местами, смешивать теплые и холодные слои (явление конвекции).
Мы выяснили, что теплота (энергия) может передаваться в результате теплопроводности или конвекции.
 В обеих случаях необходимо вещество: при теплопроводности теплота передается в результате движения и взаимодействия молекул, а при конвекции переносится струями жидкости или газа.
Вывод:
Как же тепло от Солнца доходит до Земли через космическое пространство?
   Излучение – процесс переноса энергии невидимыми лучами.
Все три вида теплопередачи
Задание 2. Сравните виды теплопередачи.
Можно ли считать выполненной задачу, поставленную в начале урока?
 Какие новые термины вы изучили на уроке? Что они означают?
 Чему вы научились?
Как вы можете использовать на практике полученные знания?
Подведение итогов
Прочитайте § 32 (с. 142-145).
  Ответьте на вопросы после параграфа.
Выполните одно из заданий:
1. Подготовить презентацию по одной из тем: «Разные виды теплопередачи в природе», «Учет и использование разных видов теплопередачи в быту»
«Что такое парниковый эффект»
«Теплопередача и растительный мир»
«Теплопередача и животный мир»
2. Подготовить анимацию по темам: «Образование бризов», «Проветривание помещений», «Тяга»

Домашнее задание
А) список использованных печатных источников:
1. Физика. 8 класс: учеб. для общеобразоват. организаций / О. Ф. Кабардин. – М. : Просвещение, 2014. – 176 с.: ил.
2.  Физика. Книга для учителя. 8 класс / О. Ф. Кабардин, С. И. Кабардина. М.: Просвещение, 2009. – 127 с.

Список использованных источников:
В) активные ссылки на использованные изображения:
Алюминиевая проволока http://www.londonstreet.ru/articles/1037/provoloka-aluminievaya-optovaya-i-roznichnaya-prodazha-chernogo-i-cvetnogo-metalloprokata/
молоток
http://elinpo.ru/images/product/50e84d42add26b471a8bd0eef8a1730b.jpg
Опыт со свечой по теплопроводности
http://predter.ru/moll/gazz46.htm
Конвекция в комнате
http://запартой.рф/publ/poznaem_mir_vmeste/fizika_i_ee_zakony/chto_takoe_izluchenie_i_konvekcija/107-1-0-4787
Земля и Солнце
http://novostey.com/science/news441833.html
Освещенная поляна
http://www.pics-zone.ru/picture.php?id=13127
Кастрюля с закипающей водой
http://servis-teplo.ru/teploperedacha-4


title: Презентация на тему: теплопроводность

text:
А Л Х И М И Я

Ученые - алхимики
Что такое алхимия?
Алхи́мия (лат. alchimia, alchymia, от араб. خيمياء, предположительно от египетского «chemi» — черный, откуда также греческое название Египта, чернозёма и свинца — «черная земля»; другие возможные варианты: др.-греч. χυμος — «сок», «эссенция», «влага», «вкус», др.-греч. χυμα — «сплав (металлов)», «литье», «поток», др.-греч. χυμευσις — «смешивание», др.-греч. Χιμαιρα — «Химера») — общее название существующих в различных культурах систем трансформации человека, основанных на метафоре химических превращений и использующих химические соединения, а также сопутствующих этим системам и возникших, вероятно, в результате их вульгаризации попыток получения драгоценных металлов, снадобий, философского камня, универсального растворителя, питьевого золота и других якобы обладающих чудесными свойствами веществ. В алхимии человек или его отдельные компоненты (сознание, дух, душа, тело, отдельные энергии и т. п.) рассматриваются как обладающие определенными химическими и физическими свойствами субстанции, и с ними производятся некоторые операции, описываемые на языке химических превращений. Параллельно основной — химической — метафоре часто развиваются другие символические ряды; особенно богата в этом отношении европейская алхимия. Все без исключения алхимические учения отличаются таинственностью и секретностью, что в ходе истории часто давало повод к их превратному пониманию.

ют
NICOLAS  FLAMMEL
Биография Николаса Фламеля
Николас Фламель родился в 1330 году в окрестностях Понтуаза в бедной семье. Считается, что его родители умерли, когда он был молодым, после их смерти Николас переезжает в Париж и становится общественным писарем.
После женитьбы на Перренелль, женщине зрелых лет и дважды вдове, Фламель арендует две мастерских, одну для себя, другую — для своих подмастерьев и копировальщиков.
В 1357 году Фламель, будучи владельцем небольшой книжной лавки, приобретает для неё папирус, известный как «Книга Иудея Авраама». В течение 20 лет он пытается разгадать «тайный смысл» книги, часть которой была написана на арамейском языке. Для перевода этой части книги он под видом паломничества посещает еврейские общины Испании (в то время евреям запрещалось жить во Франции), после чего возникает миф о том, что Николасу Фламелю якобы удалось раскрыть секрет философского камня. Миф укрепился в связи с долгой жизнью Фламеля.
В 1382 году Фламель в течение нескольких месяцев становится собственником около 30 домов и участков земли. В старости Николас Фламель занимается меценатством, учреждает несколько фондов, вкладывает  деньги в развитие искусства, финансирует постройки часовен и больниц.
В 1402 году умирает Перренелль, жена Николаса. Сам Фламель умирает предположительно в 1418 году, предварительно купив себе место для погребения в церкви Сен-Жак-ля-Бушери. Поскольку у него не было детей, почти всё своё имущество он завещал этой церкви.
Николас Фламель

После их смерти возникает легенда, что якобы Фламель предсказывал свою смерть и тщательно к ней готовился, что якобы на самом деле похороны были инсценированы, а Фламель со своей женой скрылся. Легенда получает продолжение и всё чаще Фламеля с супругой «видят» после смерти, например в 1761 году на спектакле в Парижской опере.
В 1624 году выходит английский перевод его трудов «Тайное описание благословенного камня, именуемого философским».
Сохранился дом Николаса Фламеля, построенный в 1407 году, который считается старейшим зданием в Париже (Rue de Montmorency, 51. Метро Rambuteau)

До 1789 года госпиталь ежегодно проводил процессию в Сен-Жак-ля-Бушери, чтобы помолиться о душе Николаса Фламеля. При жизни Фламель сделал около 40 значительных пожертвований в пользу госпиталя.
Мэтр РЕНЕ ( алхимик Екатерины Медичи)
.

Родился во Флоренции в семье местного преуспевающего ювелира. В возрасте 10 лет лишился родителей, которые погибли во время чумы. За неимением родственников, был взят на воспитание монахами-доминиканцами, которые в свою очередь, совместив приятное с полезным, прибрали к рукам все его наследство. В монастыре Рене научился грамоте, усвоил элементарные знания в астрологии и пользуясь разрешением настоятеля, с рвением изучал всевозможные книги. Обладая талантом к изучению наук, быстро приобрел навыки начального уровня медицины и помогая брату-лекарю, учился лечению травами и минералами. Так же проявлял интерес к оккультным наукам и астрологии. Спустя несколько лет монахи начали замечать, что мальчик иногда предвидит некоторые события, после чего Рене стали подозревать в колдовстве. Когда Рене исполнилось восемнадцать лет, он покинул монастырь и устроился учеником местного аптекаря, получив возможность свободно изучать полюбившуюся ему алхимию.

Спустя некоторое время, бальзамы изготовленные никому известным юношей, получили славу лучших в городе, и Рене приобрел постоянных богатых клиентов. Позже, получив навыки парфюмера, Рене отправляется во Францию в поисках лучшей судьбы, надеясь получить покровительство царствующей флорентийки.
 Устроившись в скромном домике на одной из отдаленных улиц Парижа, Рене испросил аудиенции у королевы-матери, собираясь преподнести ей духи собственного изготовления. Екатерина, питающая слабость к неординарным и талантливым людям, да и к тому же пораженная дивным ароматом подареных духов, объявила Рене своим личным парфюмером. С этого момента,  Рене Бьянки стал личной тенью Екатерины, выполняя ее всевозможные приказы. Получив покровительство королевы Франции, он наконец-то смог усовершенствовать свои знания и скоро, благодаря протекции придворных, о нем узнал весь Париж. Обладал талантами в оккультных науках, являлся великолепным лекарем и парфюмером.

Так же не знал равных в изготовлении и изобретении различных ядов. Дамы и кавалеры атаковали парижскую лавку Рене, устроенную на Мосту Менял. Они толпились там с утра до позднего вечера, постоянно пополняя запасы «душистого оружия». А оно было не только в виде жидкости, которой натирали тело, опрыскивали волосы и белье. Для придания приятного запаха перчаткам парфюмер приготавливал особую пасту. Ею покрывали расшитые золотом и каменьями аксессуары. Кое-кому, как утверждает легенда, это стоило жизни.В те полные дворцовых интриг времена поговорка «красота требует жертв» получила немало подтверждений на практике. Ну разве погибла бы мать будущего короля Франции Генриха IV Наваррского, если бы не жгучее желание стать красивее и желаннее? По приказу коварной отравительницы Екатерины Медичи мэтр Рене пропитал ядом прекрасные перчатки. Не впервой было флорентийцу выполнять подобные деликатные химические изыскания по поручению своей царственной госпожи.

Разумеется, бедная жертва ничего об этом не знала. Она не смогла устоять перед сокрушительным сочетанием красоты и аромата и с удовольствием надела благоухающие перчатки на холеные ручки. Это стало ее последней ошибкой. А при дворе вошло в моду дарить аксессуары «с секретом». Верой и правдой служил королеве-матери и старался уберечь ее от всевозможных неприятностей
Екатерина
Медичи с
алхимиками
Рудольф II
Император священной римской империи , король Чехии

БИОГРАФИЯ РУДОЛЬФА II

  В 1578-1581 гг. император перенес тяжелый физический и душевный недуг, после чего сделался нелюдим и замкнут, стал тяготиться собраниями и приемами, перестал появляться на охотах, турнирах и праздниках, а в 1583 г. вовсе переселился из Вены в Прагу. С годами в нем развилась мания преследования - панический страх перед ядом и порчей. Меланхолия порой сменялась буйными припадками бешенства, когда император вскакивал с места и принимался крушить мебель, статуи, часы, рвать картины и бить дорогие вазы. До конца жизни он так и не вступил в брак, но состоял в длительной связи с дочерью своего аптекаря Джакопо де ла Страда Марией, от которой имел шестерых детей. Наиболее известный из них, любимец императора дон Джулио, был душевнобольным, совершил жестокое убийство и умер в заключении.
Рудольф откровенно тяготился государственными делами. Гораздо больше его интересовали искусства и науки. Он разбирался в поэзии, живописи, математике, физике, архитектуре, химии и алхимии, астрономии и астрологии, философии и оккультизме, и хотя ни в одной из этих областей не был профессионалом, стремился окружать себя людьми, которые были профессионалами . В Праге в годы его правления жили и работали крупнейшие астрономы того времени – Иоганн Кеплер и Тихо де Браге, художники Бартоломей Шпранглер и Джузеппе Арчимбольдо, скульптор Адриан де Ври и многие другие.Однако наряду с гениями искусства и светилами науки в Прагу со всей Европы съезжались всяческие авантюристы и шарлатаны — астрологи, алхимики и мистики. Особое место среди них занимали англичане Джон Ди и Эдвард Келли. От Келли Рудольф тщетно пытался добиться секрета получения золота, но, устав ждать результата, бросил в темницу, где тот вскоре умер.

При Рудольфе наступил золотой век еврейской общины в Праге. Император-мистик тесно сотрудничал с раввинами-каббалистами. К периоду правления Рудольфа относят легенду о создании голема раввином Лёвом, который был личным другом императора.
Увлечение Рудольфа искусством и наукой привело к созданию в Праге "Кунсткамеры" — богатейшей коллекции книг, рукописей, картин, монет и всяких редкостей. Однако помимо часов и научных приборов были в "Кунсткамере" и такие "раритеты" как гвоздь из Ноева ковчега и флакончик с прахом Адама. Был в коллекции Рудольфа и так называемый "Манускрипт Войнича" — рукопись непонятного предназначения, которую ученые не могут расшифровать до сих пор.
Значительным был вклад Рудольфа в украшение Праги. Он поощрял строительство новых домов в ренессансном стиле, сформировавших современный облик города. Королевский дворец украшали 3000 картин и 2500 скульптур, стоимость которых была выражена головокружительной суммой в 17 миллионов гульденов.
В 1598 г. у Рудольфа случился очередной приступ душевной болезни. Император стал еще более мрачен, меланхоличен и подозрителен. Вспышки ярости стали чередоваться с периодами апатии. Государственные дела Рудольфу окончательно опротивели. Император подолгу запирался в своем дворце, так что даже самые близкие люди не знали, жив он, или умер.
В 1604 г. вспыхнуло восстание протестантов в Венгрии. Однако Рудольфа угроза распространения мятежа по всей стране совершенно не волновала. В 1606 г. Габсбурги на семейном совете постановили считать Рудольфа душевнобольным и передали власть в Австрии и Венгрии его брату Матвею. Тот поспешно признал за венгерским дворянами и городами право на свободу вероисповедания. Император отказался признавать это постановления, но Матвей двинул войска на Прагу. У Рудольфа не было сил для отражения агрессии, и он был вынужден подчиниться. Австрия, Венгрия и Моравия были официально переданы Матвею, а в Чехии он был провозглашен наследником Рудольфа.

Корона Рудольфа II

КОНЕЦ


Презентация на тему: Теплопроводность в природе и технике


title: Презентация на тему: Тепловая машина

text:
900igr.net
ekaterinafilina.narod.ru


Презентация на тему: Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля - Ленца


title: Презентация на тему: Тепловая машина

text: ekaterinafilina.narod.ru


Презентация на тему: Теплота