建筑类专业英语暖通与燃气第一册.docx

UNIT SEVEN P64B 管网 复合管的平行延伸是在市政分配系统，其中，所述管道相互连接，使得流至一个给定的出口可能会由几种不同的路径中经常遇到的情况。事实上，这是经常无法分辨通过检查哪个方向流传播。然而，该流程中的任何网络，但复杂的，必须满足连续性和能量的基本关系，如下所示：1、流进任何结必定等于流出它 2、在每个管道的流量必须满足一个单管的管摩擦法律流量。 3、周围任何封闭的电路中的水头损失的代数和必须为零。 管网一般都太复杂，解决解析，因为有可能在平行管道的简单的情况。一个实用的程序逐次逼近，通过引入交叉的方法。它由以下要素，依次是：1通过仔细检查假设流量的最合理的分配，满足条件1。2写条件2，每管在形式 其中K是一个常数对每个管。例如，标准管摩擦公式会产生K =1/C2和n=2的常数F。在任何电路轻微的损失可能包括，但在连接点轻微的损失忽略不计。3为了研究条件3，计算出各地的每个基本电路中的水头损失的代数和，。考虑从顺时针方向流动损失为正，逆时针负。只有好运将这些内容添加到零上的第一次试验。4调整各回路的流量由修正，以平衡头的回路并给这种方法的核心就在于对于任何管道测定，我们可写其中Q是正确的放电和Q0是假定的放电，然后在一个回路 必须再次强调的是，方程的分子。 （7-6）被代数相加，并适当考虑符号，而分母是算术相加。负号在方程。 （7-6）表明，当存在过量的周围以顺时针方向循环水头损失，在DQ必须减去从顺时针QS并添加到逆时针的。情况正好相反，如果有水头损失在周围顺时针方向循环不足。 5.在每个回路中给出的第一校正，损失仍然不会因为在另一个之上（管道所共有的两个电路接收两个独立的校正，每一个回路）重复这个过程，到达1电路的相互作用的平衡在第二校正，依此类推，直到校正变得微不足道。无论哪种形式的方程。 （7-6），可用于发现。以K的值出现在第一种形式的分子和分母，值成正比的实际K可以被用来找到的分配。第二种形式将找到最方便与管道摩擦图表，用于水管的使用。 该近似方法的一个有吸引力的特点是，在计算误差具有相同的效果的判断错误，并最终将通过该方法进行校正。管网问题，通过使用一台电子计算机很适合的解决方案。编程需要时间和照顾，但一旦成立，有很大的灵活性，许多人为个小时的劳动可以被保存。UNIT EIGHT P71A一般特性热或热能从一个区域由三种模式，传导，对流和辐射转移到另一个。在暖气，空调或制冷设备的设计或应用程序的每个重要。传热是其中的传输现象，包括质量传递，动量传递或流体摩擦和电传导。传递现象也有类似的速率方程和磁通成正比的电位差。在通过传导和对流的热传递，该电势差为温度差。热量，质量和动量传递，因为他们的相似性和相互关系在许多常见的物理过程，得到统一的处理在一些教科书。热传导是热传递的机制，使能量从粒子或群组之间的动能的传递输送的连续的部分之间 粒子在原子水平上。在气体。传导分子的弹性碰撞的结果; 在液体和不导电的固体，它被认为是由晶格结构的纵向振动引起的。在金属的传导发生像电传导， 通过自由电子的运动。热力学第二定律指出发生在温度降低的方向。在固体不透明体，则显著传热机理是热传导，由于在没有净料流 过程。用流动的流体，热传导支配该区域非常接近固体 边界，在那里流动是层流，并且平行于表面，并且没有涡运动。 热对流可能涉及通过涡流混合和扩散，除了传导能量转移。考虑热传递到流过管内的流体。如果雷诺数足够大，三种不同的流动区域会存在。紧邻所述壁是其中的热传递发生由层子层以外的热传导吨的层子层的过渡区域称为缓冲层，其中两个涡流混合和传导效果显著;超出缓冲层，并延伸至所述管的中心是湍流区，其中转移的主导机制是涡流混合。在大多数设备，流体的主体是在紊流和层流层存在于唯一的实心墙。在例中的小管低速流动的，或具有粘性的液体，如油（即，在低雷诺数），整个流动可以是层流，没有过渡或涡流的区域。当流体电流是由外部的热传递区域，例如鼓风机或泵源产生的，固体 - 流体的热传递被称为强制对流。如果流体流量由温度引起的变化非均匀密度的内部产生的热传递被称为自由或自然对流。在传导和对流，热传导发生过的事情。对于辐射传热，有能量形式的变化;从内部能量源的电磁能量进行传输，然后再返回到在接收器内部的能量。而传导和对流主要是由温度差和一定程度上受到温度的水平，通过增加辐射转移迅速随着温度升高的热影响。虽然有些广义热传导方程已经从数学上推导基本面，通常他们是从实验数据的相关性得到。通常情况下，采用相关性分析，从诸如多维分析或比喻某些无量纲数。UNIT NINE P80A关于量纲分析评论一种在应用三维分析，以任何最重要的，而且很难，步骤定的问题是，所涉及的变量的选择。 “我如前所述，为了方便起见，我们将使用术语变量来表示所涉及的任何数量，包括维和无量纲的常数。有没有简单的程序，使该变量可以很容易识别。通常必须依靠现象涉及和理事物理规律有很好的理解。如果随机变量都包括在内，则太多的圆周条款出现在最终的溶液中，它可能是困难，耗时且昂贵，以消除这些实验。如果重要的变量都省略了，然后不正确的结果将会获得;又一次，这可能被证明是昂贵的和难以确定。正是因此，必须有足够的时间和精力给予在该变量决定了这个第一步。大多数工程问题涉及到对要考虑的变量产生影响某些简化的假设。通常我们希望保留的问题尽可能的简单，甚至如果一些牺牲准确性。简单性和准确性之间取得适当的平衡是一个理想的目标。如何“准确”的解决方案必须依赖于研究的目的;也就是说，我们可能只关注总的趋势，因此，被认为是有问题的只是一个很小的影响，一些变量可能被忽视的简单性。对于大多数工程问题相关的变量可以分为三大组几何形状9的材料特性和外部影响。几何:几何特征通常可以规定由一系列长度和角度。 材料特性：由于一个系统施加的外部影响，如力量压力，响应和温度的变化依赖于系统，则与外部影响材料性质和反应的性质 外部的影响：该术语是用来表示任何领袖，在系统中的变化。必须作为变量。产生或往往会产生，在体系中的变化的变量.变量的上述一般课程是专为两大类，应该是有助于识别变量。这是有可能的，但是，会有不容易融入上述类别，每个问题需要仔细分析其中一个重要的变量。我们希望保持变量到最小的数量，重要的是，所有的变量是独立的。综上所述，以下几点应考虑变量的选择：1 ，清楚地定义问题。什么是利益的主要变量（因变量）2 ，考虑支配的现象的基本规律。甚至粗的理论描述该系统的基本方面可能是有帮助的。3，由变量分组分为三大类启动变量选择过程：几何，ETRY ，材料属性和外部效应。4，考虑到可能不属于上述类别中的其他变量。例如，时间将是一个重要的变量，如果任何变量是时间依赖性的。5，一定要包括所有的输入问题，尽管他们中的一些可能是数量保持不变（如重力，G的加速度） 。对于维分析它是二是重要的数量 - 而不是特定值！6，确保所有的变量都是独立的。寻找的子集之间的关系变量。UNIT TEN P90B对流术语对流热传递是指一个表面和一个之间交换的热流体移动过的表面上。的热量从而转移依赖于表面的性质和它的几何形状，并与所述流体的性质和其在表面上的速度以及温度差异。米有两种类型的对流热转移;即自由（或自然）对流和强制对流。假设，在与表面接触的流体的温度比所述表面的下部。该流体将具有由表面被加热的倾向。此加热导致与较低的密度直接接触的流体的密度，该流体将向上移动携带着它吸收的能量。该流体是由其它流体，这反过来，也被加热并上升取代在表面。这个过程继续，以在加热的表面的连续的流体运动，只要主体流体温度小于该表面的。这一过程的一个反向发生时，表面温度比主体流体温度降低。 。由于这个过程是一个自然的，它被称为天然的或自由对流。正如其名称所示，当流体被强制流过发生强制对流通过外部手段，风扇，鼓风机，压缩机或泵的传热表面可以是强制机构。对流换热的确切性质是由于涉及大量的变量和因精确测量它们的难度非常困难来描述。对于这样的条件下，对流传热的精确但是非常精细的分析是没有道理的。对流换热的问题可以通过假设简化了停滞流体膜与表面直接接触，并且热通过该薄膜由传导传递。尽管这种假设没有描述的真实情况，特别是对于高流体速度在表面上，它给出了令人满意的许多工程用近似的结果。它可能会出现上述的方程可以用于确定通过假定停滞膜传导的热量。但是，该方程要求的停滞膜的厚度。因为该薄膜是一种假定1，其厚度不能被测量。它指出热流是成正比的热流路径，K / X的热导指定这个词为h，并调用它的膜系数，方程变为它可能是一个显著量的热可以通过辐射从由流体界定的表面转移。在某些情况下，流体可以完全被加热表面包围。该流体可以是气体，如空气，它不吸收显著量的辐射能量。在这种情况下，从被加热表面传递的热量仅是通过对流。当流体能够吸收显著量的辐射热能并在被加热的表面被暴露于其它表面，读者应参考传热文本，其中来自一加热的表面的热传递这个复杂的方法进行说明。UNIT ELEVEN P99B边界层分离和压力薄薄的流体躺在全边界层内的地层的运动是由三个因素决定： 1、外自由移动的液体向前拉。它必须保持流体地层立即在休息毗邻它的固体边界。2、粘性阻滞作用。 3、沿边界的压力梯度。地层由压力梯度，其压力降低于流动的方向，并通过产生不利梯度延缓加速。流体阻力在前述部分中的治疗已被限制沿光滑平板位于非限制的流体边界层的阻力。在一个有利的压力梯度的边界层被“保持”的存在的地方，这是发生在周围的前体的加速流动什么。如果一个粒子进入靠近前驻点边界层具有低流速和高压力，因为它流入沿所述主体的一侧的压力较低的区域其速度会增加。但会有从壁摩擦一些延迟，使得其总有用的能量将通过相应的转换成热能被减小。图。11-4增长与边界层分离，由于增加 压力梯度。需要注意的是U有在B点的最大值，然后变小接下来发生的事情可以通过参照图来说明。 11-4。设A代表点在加速流动的区域中，而B是在边界层外的流速达到最大的点。然后是C，D和E是下游所在的边界层外的速度降低点。因此，层紧贴墙壁的速度在减少C和终于被停止在D。现在越来越大的压力要求进一步迟缓;但这是不可能的，所以边界层实际上是从一墙之隔。在旁边还有墙壁上的回流。下游分离点的流量的特征是不规则湍流涡旋，形成为分离的边界层变得在翻转流卷起。这种情况通常延伸下游一段距离，直到漩涡是磨掉了粘性磨损。整个受干扰区域被称为身体的湍流尾流。 因为涡不能转换它们的旋转动能转化为增加的压力，唤醒内的压力保持在分离点接近。由于这是始终小于上面的前驻点压力时，其结果的净压力差趋向于主体一起移动的流动，并且这个力是压力阻力。虽然在层流和湍流边界层表现在基本相同的方式在点分离。分离点的给定曲面的位置将是非常不同的两种情况。在层流层的动量从快速移动的外地层穿过粘性剪切过程转移到内地层是缓慢和低效。因此，层流边界层是“弱”，不能长期坚持反对逆向压力梯度墙。到湍流边界层的过渡，另一方面，带来更快的移动的外地层猛烈混合成移动较慢的内部地层，反之亦然。平均流速与边界邻近的大大增加。这个附加的能量使边界层更好承受反向压力梯度，其结果是与紊流边界层分离点的下游移动到更高压力的区域。UNIT TWELVE P109B辐射 每一个自由表面发射能量以电磁波的形式;能量的量的表面温度的函数。该发射的能量被称为辐射热能。这种辐射能量的性质还没有完全理解，但法律已经制定了描述其行为。应当认识到，与其他形式的辐射能量，辐射热能以电磁波的形式发送。规管辐射热能规律的完整的配方必须考虑到这种能量是量子化的，也就是说，能量在量子传输。余与传热的其它模式相反，无介质需要传送辐射能。事实上一些气体，例如二氧化碳和水蒸汽，吸收一些辐射能量穿过它们。 对于一组固定的条件下，任何自由表面发出不同的辐射能量波 长度。辐射波的振动（V）的频率仅取决于辐射的源，并且是独立的，通过它们传递介质。辐射波的速度（V）是仅通过它们传递介质的功能。因此，波长（）是在源和媒介的功能。 所有的自由表面接受的辐射能量与所有其他的表面，他们可以“看到”，即，在表面直接视线。大多数问题在辐射处理的净辐射能量给定的表面和那些围绕着它之间交换。按照一般的说法，术语“热通过辐射交换”一词。必须强调，但是，辐射不发热。热量被传导到表面上。凭借一个表面的温度，电磁波从表面发射的能量。当这些撞击另一面，部分能量将被吸收，有增加的趋势，击中它们的表面的温度，并且部分将被反射。当该对象是透明的，或部分的话，以辐射电磁波，部分或全部由表面接收到的辐射能量将传递到对象中。一个目的是辐射能的透明度是在辐射波的波长的函数，这些陈述涉及通过表面接收到的辐射能可放于方程形式如下：其中a =吸收率，或者被吸收的辐射能量的一部分 p值=反射率，或者被反射的辐射能量的一部分; R =透射率，或者被发送的辐射能的一部分黑色表面具有吸收率接近于1。出于这个原因，术语黑体已将用于指定其表面具有统一的吸收率的假想物体。由于没有已知的表面完全吸收辐射能量，术语黑体是指一种理想的表面。基尔霍夫构思完全吸收的辐射能量的方法。假设一个空心球体包含一个非常小的开口，如显示在图12-1 。辐射进入该开口部将通过球体的后壁被接收。这里它将被部分吸收和部分反射到球面的壁的其他部分。的反射波，反过来，部分地反射，因此，各反射部的能量进入球体直到最终所有的被吸收了逐渐变小的部分上。严格地说，一些反射的辐射能量会传递出通过孔。但是，球体的表面面积是 。因此，当球体的直径被选择为50倍，开口，内侧表面积是10000倍，该开口的，并且它可以假设该空心球吸收所有的辐射能。图。12-1辐射吸收的能量在一个中空的球体。由一个表面发射的辐射能量的量的表面的性质和它的温度的函数。术语黑体也可以用来表示一个表面，其发射在任何给定温度的辐射能量的最大可以想象的量。 。没有实际的表面，是一个完美的发射极，但是中空球体的概念可用于建立标准。发射的从球体的内表面的过程中是该吸收的逆过程。由单位面积单位时间发射的总辐射能是被称为总发射功率与由大肠杆菌指定由于辐射能量被发射在一定范围内的波长， 12.8其中是单色的发射功率。据推测，实施例中公式12.8是A的连续函数。UNIT THIRTEEN P120B渐扩渐缩管流它可以方便地使用流体的停滞状态，作为可压缩流计算的参考状态。该停滞状态的零流速和对应于所述流动的流体的熵的熵值相关联。 下标0用于指定停滞状态。因此，滞止温度和压力是T0和P0，我们证明了对于理想气体的等熵流，我们得到跟据理想气体的等熵流的状态的一个非常有用的手段包括如如图1所示的温度 - 熵（T-S）图。 13-4。经验表明，该定压线一般都是作为被描绘图。 13-4。等熵流动被限制在一个TS图上的垂直线。 2的垂直线。图。 13-4是代表会聚 - 发散喷嘴内的停滞状态，任何国家之间的流动。式（13）6示出了与增加马赫数流体温度降低。因此，较低的温度水平的TS图上对应于较高的马赫数。方程13.7表明，流体压力也减小，增加马赫数。因此，较低的流体的温度和压力与在我们的等熵会聚 - 发散导管例如较高马赫数相关联。通过一个会聚 - 发散导管像图1那样，以产生流的一种方法。 13-3a是向通道的下游端连接到真空泵。忽略摩擦和热传递，并考虑到作为一种理想的气体的空气。方程。 13.6,13.7和13.8和TS图可以用来通过缩扩管来形容源源不断。如果在管道中的压力小于大气压力仅稍少。我们预测与方程。 13.7，在管道中的马赫数水平将较低。因此，随着Eq.13.8我们得出结论，流体密度的管道中的变化也小。连续性方程导致我们声明，有少量的流体流动加速在导管随后在所述导管的扩张部分流动减速的聚光部的。*我们认为这种类型的流量，当我们讨论的文丘里流量计，此流的TS图是描绘在图13-5。图。13-4有关该T-S图 13-5该T-S图文丘里流量计流量停滞和静态图。我们接下来考虑当背压进一步下降会发生什么。由于流从静止开始所示的导管的收敛部分的上游。 13-3，方程133和13.5向我们揭示，流至喷嘴喉部可加速到1在喉咙最大允许马赫数。因此，当导管背部压力充分降低时，在所述管道的喉部马赫数为1。背压的任何进一步的降低将不会影响在所述导管的收敛部分的流动，因为关于压力信息不能移动的上游当Ma=1。当Ma=1在聚光发散风道的咽喉，我们有一个叫做阻扼流动条件.我们已经使用了停滞状态Ma=0为它作为一个参考条件。这将被证明可以帮助我们使用与Ma=1和相同的熵的水平流动的流体相关联的状态作为另一参考条件，我们将调用临界状态，记为（）。停滞和临界压力和温度图所示的TS图上。 13-6。对于空气（K=1.4）而且我们看到，当会聚 - 发散导管被堵塞，空气在管咽喉的密度为63.4%大气的密度。UNIT FOURTEEN P128A平均温差为平行流和逆流热交换器我们假设两种流体的任一温度为恒定整个或 他们真正的平均温度被称为。在这些条件下，在计算热流中使用的温差可以通过简单的减法来获得。在工程的情况。的温度差的确定通常是困难得多。考虑两种流体流过或在相同的方向（平行流），或者在相反的方向（逆流）同一平面。 当流体相转变，有提供的压力保持恒定的温度没有任何变化。如果存在这种情况，这都没有区别，以哪个方向流体流动。另一方面，当既不流体发生相变，流动的方向是很重要的。这个条件现在将考虑。在简单的情况下，流体将被认为流动中的相同平面内。如果它们还流在相同的方向，则流程被说成是平行流动。当两种流体沿相反方向流动时，流动被称为逆流。逆流示于图。 图。14-1逆流14-1，和平行流示于图图。14-2并联均流应当指出对于逆流，由于流路延长，在流动通道的任何点的流体A和B之间的温度差变小。因此，具有很长的流动通道，流体B在其出口处的温度接近该液体A在它的入口处。同样，流体A在其出口处的温度接近的，因为它进入液B。作为没有限制的流路的长度增加时，在流路的任意点的两种流体之间的温度差接近零和传热过程接近的可逆1。另一方面，为平行流，如图所示。 14-2，两者的温度流体接近彼此的出口处。时间越长，流路中，紧密联系起来的两种流体的温度将在出口处。然而，平行流换热过程中不能接近可逆性除非在两种流体之间的温度差变小的入口。它是从检查图明显。14-1和14-2是在一个换热器，其中有一个在相位没有改变两种流体的真实平均温差，无法。可以通过温度的简单的减法来确定。对于确定真实的平均温度差的方法，参照图14-3。下面的简化假设将作出 1，没有与周围环境无热交换。 2，两流体的比热为常数。 3，热传递的总系数是均匀的整个热交换器。图。14-3对数平均温差考虑热交换器的一小部分，具有传热区域DA。用符号H和C到指定的热流体和冷流体，分别。然后将热传递是即 其中下标1指的是热交换器的左侧，和r是指右侧由于公式。1410包含一个温度比的对数，将温度差异。通过这个公式计算被称为对数平均温差（LMTD）。平均温度差也可以是欧普罗;通过假定温度在整个热交换器中发生变化的直线搅拌。基于这种假设的温度差被称为算术平均温差。由于该算术平均值只是一个近似值，它的使用是不推荐，除非两种流体的温度变化是非常小的。用于日志平均气温的表达，推导了逆流。如可以是示出，但也适用同样适用于平行流和在其中的流体中的一种改变相位的热交换器。UNIT FIFTEE