ТЕПЛОТЕ́ХНИКА
-
Рубрика: Технологии и техника
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ТЕПЛОТЕ́ХНИКА, отрасль науки и техники, изучающая методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты, а также принципы действия и конструктивные особенности тепловых машин и устройств. Осн. источником теплоты являются природное органич. топливо (выделяет теплоту при сжигании), ядерное топливо, а также геотермальные ресурсы, энергия солнечной радиации (см. Гелиотехника). В кон. 20 в. разработаны технологии сжигания твёрдых бытовых и пром. отходов с целью их уничтожения и одноврем. получения теплоты. Для сжигания топлива используют топки, печи, паровые котлы, котлы-утилизаторы и др. Важнейшая характеристика топлива – удельная теплота сгорания; для сравнит. расчётов применяется понятие условного топлива.
В Т. различают два направления использования теплоты: теплоиспользование (теплота может непосредственно потребляться к.-л. технологич. процессом для направленного изменения свойств тел – расплавления, затвердевания, изменения структуры); теплоэнергетика (теплота преобразуется в др. виды энергии – механич., электрическую). Цели и методы теплоиспользования многообразны. Напр., нагрев широко применяется в металлургии (в произ-ве чугуна, стали), химич. и пищевой пром-сти. Подвод или отвод теплоты осуществляется в теплообменниках с помощью теплоносителей (наиболее часто используются вода и водяной пар). В теплоэнергетике для получения механич. энергии (используется для привода к.-л. рабочих машин или электрогенераторов) применяют тепловые двигатели. Система теплофикации обеспечивает централизов. теплоснабжение жилых зданий, пром. предприятий и учреждений в большинстве городов РФ. Передача теплоты осуществляется по тепловым сетям от производителя (теплоэлектроцентрали) по системе теплогидроизолиров. трубопроводов потребителю. В нач. 21 в. в жилых домах индивидуальной постройки широкое распространение (помимо использования водогрейного котла, печного или электрич. отопления) получает применение тепловых насосов для отопления и горячего водоснабжения. Для прямого преобразования теплоты в электрич. энергию служат магнитогидродинамические генераторы, термоэлектрические генераторы, термоэмиссионные преобразователи энергии.
Теоретическими разделами Т., в которых исследуются законы превращения, свойства, а также процессы распространения теплоты, являются техническая термодинамика и теория теплообмена. В теплотехнич. устройствах теплота может передаваться лучистым теплообменом, конвективным теплообменом, теплопроводностью.
Для установления оптимальных параметров использования тепловой энергии, анализа экономичности рабочих процессов тепловых машин и установок, а также создания новых, наиболее совершенных устройств применяют методы компьютерного моделирования и на основе разработанных моделей создают компьютерные программы для расчёта систем теплофикации, процессов и циклов теплоэнергетич. установок, тепловых потерь с их наружной поверхности, оценки потребления тепловой энергии зданиями и др.