История развития теории тепломассообмена

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«Сибирский федеральный университет»

РЕФЕРАТ

На тему:

«История развития теории тепломассообмена»

Выполнил: Перькова М. А.

Аспирант кафедры: ПЗиЭН

Шифр специальности: 08.06.01

08.06.01 Техника и технология стоительства

Проверил: Назиров Р.А., профессор, доктор техн. наук (зачтено/не зачтено)

Отдел аспирантуры:

Красноярск 2018 г.

Оглавление

Введение.        3

История развития теории темпломассообмена.        4

Современное развитие теории тепломассообмена.        8

Заключение.        10

Список используемой литературы:        11

Введение.

Изучение процессов тепломассообмена является одним из основных направлений современных инженерных исследований. Повышенный интерес к данной теме обусловлен тем, что практически все процессы в той или иной степени связаны с изменением температурного состояния и переносом теплоты, что является одной из важнейших технических задач. Теплопередача является частью общего учения о теплоте, основы которого были заложены еще М. В. Ломоносовым в середине XVIII в., создавшим механическую теорию теплоты и основы сохранения и превращения материи и энергии. Окончательное учение о теплоте – теория тепломассообмена сформировалось в самостоятельную научную дисциплину лишь в начале XX в.

При наличии в некоторой среде неоднородного поля температур в ней происходит процесс переноса тепла. В соответствии со вторым началом термодинамики этот перенос осуществляется (из области с большей температурой в область с меньшей). Точно так же при наличии в среде неоднородного поля концентраций некоторого i-го компонента смеси происходит процесс переноса массы этой примеси. Этот перенос также происходит в направлении равномерного распределения концентрации. Процессы переноса тепла и массы (тепло- и массообмен) могут осуществляться за счет различных механизмов. За счет хаотического теплового движения или тепловых колебаний микрочастиц (кондуктивный механизм) осуществляется молекулярный (микроскопический) перенос тепла (теплопроводность) или массы представляющей собой молекулярную диффузию (конвективный механизм).[6]

Тепломассообмен, в отличие от термодинамики для которой характерны стационарные задачи, рассматривает развитие процессов в пространстве и времени. Расчёт процессов тепломассообмена позволяет определить распределения температур, концентраций компонентов смеси, а также потоков теплоты и массы среды как функции координат и времени.

Процессы тепло и массообмена встречаются во многих технических системах: в помещениях, в ограждающих конструкциях зданий и сооружений, в котельных установках, тепловых сетях, различном теплообменном оборудовании электростанций и т. д. Эти процессы могут происходить в различных средах: чистых веществах и разных смесях, при изменении агрегатного состояния рабочих сред и без него. В зависимости от этого процессы тепло- и массообмена протекают по-разному и описываются различными уравнениями. [10]

Целью исследования данной темы является изучение истории теории развития тепломассобмена для получения и углубления знаний в данной области и создание фундаментальных основ для углубленного усвоения и изучения теории тепломассобмена.

История развития теории темпломассообмена.

Теплота используется во всех областях деятельности человека с древних времен. Первое техническое использование силы пары приписывается Архимеду, который, по словам Леонардо да Винчи изобрел паровую пушку.

Тепломассообмен – учение о процессе распространения тепла и массы в природе. Основы были заложены еще акад. М.В.Ломоносовым, который создал механическую теорию теплоты и установил законы сохранения массы и энергии.[7] Одним из наилучших естественнонаучных достижений М.В. Ломоносова, является его молекулярно-кинетическая теория тепла. В середине XVIII века в современной науке господствовала «теория теплорода», впервые выдвинутая Робертом Бойлем. В основе этой теории лежало представление о некой «огненной материи», посредством которой распространяется и передается тепло, а также огонь. Ломоносов (памятник Ломоносову) обращает внимание научного сообщества на то, что ни расширение тел по мере нагревания, ни увеличение веса при обжиге, ни фокусировка солнечных лучей линзой, не могут быть качественно объяснены «теорией теплорода». Связь тепловых явлений с изменением массы, отчасти, и породили представление о том, что масса увеличивается вследствие проникновения теплорода в поры тел. Но Михаил Ломоносов спрашивает: почему же при охлаждении тела теплород остаётся, а сила тепла теряется? Опровергнув «теорию теплорода», Ломоносов предлагает свою теорию, в которой он убирает лишнее понятие теплорода.[1]