Тепло. Термодинамика

Рассмотрены основы современного метода квантовой неравновесной статистической физики - метода проекционного оператора. Показаны возможности метода при описании различных нелинейных неравновесных процессов в области физики магнитных явлений, квантовой оптики и квантовой информатики. Подготовлено на кафедре общей и теоретической физики.

В настоящем учебном пособии в достаточно сжатой форме представлено краткое описание работы в программном комплексе ANSYS Fluent для моделирования течений жидкости и газа (CFD-анализ) с учетом теплопереноса. Рассмотрены следующие вопросы: создание геометрии и расчетных сеток, настройки решателя ANSYS Fluent, работа с функциями пользователя (Expression) и консолью Fluent, проведение тепловых расчетов, постобработка полученных данных в модуле CFD-Post. Учебное пособие может быть полезно при изучении курсов «Системы автоматизированного проектирования тепловых расчетов», «Специальные главы систем автоматизированного проектирования», «Системы автоматизированного проектирования холодильных установок», «Системы кондиционирования воздуха», «Системы жизнеобеспечения летательных аппаратов», «Проектирование систем жизнеобеспечения», «Тепломассообмен», «Вычислительная математика», «Численные методы технической физики» и др.

Второе, исправленное и дополненное издание учебного пособия представляет собой часть курса лекций по методам математической физики, прочитанного на физико-техническом факультете НГТУ. Книга посвящена решению уравнений теплопроводности и Пуассона. В новом издании значительно улучшено изложение, а также добавлена новая, важная для приложений часть, посвященная конечно-разностным методам решения уравнения теплопроводности.

Лесная экосистема является типичным примером функционирования открытых термодинамических систем. Проанализировано изменение энтропии открытой термодинамической системы, в которой могут реализовываться следующие процессы: поглощение коротковолнового солнечного излучения – процесс дифференциации; процесс общего роста биомассы, связанный с расходом ресурсов на дыхание и конкуренцию. В результате действия этих процессов в систему поступает отрицательный поток энтропии, а в самой системе производится положительная энтропия. С ростом древостоя его биомасса достигает максимума, что соответствует стационарному состоянию в экосистеме. Показано, что согласно принципу (теореме) Пригожина удельное производство энтропии в открытой системе принимает минимальное положительное значение. При дальнейшем увеличении возраста древостоя стационарное состояние открытой термодинамической системы переходит к равновесному: биомасса насаждения уменьшается, а энтропия стремится к максимальному значению в соответствии со 2-м законом термодинамики (распад экосистемы). Анализ поведения открытой термодинамической системы положен в основу новой эколого-физиологической модели динамики роста древостоя. В предлагаемой модели используется 2 параметра: биомасса отдельного дерева и число деревьев на гектар. Для моделирования динамики роста биомассы отдельного дерева применяется балансовое уравнение Берталанффи, которое содержит динамическое уравнение, описывающее рост особи за счет поглощения ресурса и ограничение роста за счет расхода ресурса. Уравнение, характеризующее динамику численности древостоя, вытекает из условия достижения максимума биомассы древостоя в процессе роста насаждения. Модель динамики древостоя имеет 3 независимых параметра: время наступления стационарного режима, скорость расхода ресурса, а также фактор, связывающий площадь и биомассу организма. Верификация модели проведена расчетом динамики биомассы для полных (нормальных) сосновых насаждений первых 5 бонитетов (Iб, Iа, I, II, III). Качество модели оценивается безразмерным критерием эффективности Нэша–Сатклиффа, значение которого, как правило, больше 0,95, что соответствует описанию данных, близкому к идеальному.

Приведены формулировки стационарных и нестационарных задач теплопроводности. Рассмотрены основные особенности построения численного решения этих задач в рамках конечно-элементной технологии.

Пособие представляет собой сборник задач по разделам физики «Термодинамика» и «Молекулярная физика». Изложение каждой темы начинается с краткого теоретического введения и сопровождается разобранными примерами решения задач. Представлено 28 вариантов заданий (по восемь задач в каждом), предназначенных в качестве расчетно-графических заданий для самостоятельной работы студентов. Материал отражает требования, предъявляемые к курсу физики ФГОС 3.

В пособие включены лабораторные работы по механике поступательного и вращательного движения, молекулярно-кинетической теории и термодинамике. В каждую лабораторную работу включено теоретическое описание исследуемого явления. Во вводной части пособия рассмотрены методы статистической обработки результатов измерений.

В учебно-методическом пособии приведены общие методы расчета теплообменных аппаратов различного типа. Рассмотрены основы физических процессов передачи теплоты. Даны рекомендации для подготовки к практическим занятиям и самостоятельной работе, разъяснен порядок выполнения расчетов с приведенными примерами.

Учебное пособие посвящено методам и средствам теплового контроля как одной из областей методов и средств неразрушающего контроля в промышленности. Даны рекомендации по проектированию и применению контактных термометров, а также пирометрических и тепловизионных приборов.

Учебное пособие является руководством к решению теоретических и практических задач по специальности (профилю) «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей». Изложены основные особенности системного подхода при моделировании металлургических процессов и объектов. Достаточно подробно описаны методы физического и математического моделирования. Особое внимание уделено планированию и анализу результатов экспериментальных исследований.

Представлены и решены задачи, относящиеся к гидродинамике, теплообмену и горению в паровых котлах. Обсуждаются математические постановки задач, этапы их решения и алгоритмы. В большинстве случаев результаты получены с использованием ЭВМ. Применены современные методы вычислений, приведены необходимые сведения из соответствующих разделов математики.

Учебное пособие содержит краткое изложение материала лекций, сводку основных физических соотношений, необходимых для решения задач, и подробно разобранные примеры решения задач. Самостоятельное использование студентами данного учебного пособия позволит улучшить уровень их подготовки по данным разделам курса «Физика».

Дан краткий обзор основных понятий и соотношений теории, необходимых для решения задач по разделу «Статистическая физика». Изложена методика решения типовых задач.

Содержится краткий обзор основных понятий и соотношений, необходимых для решения задач по разделу «Термодинамика». Изложена методика решения типовых задач. Даны условия задач, приведены примеры их решения.

Рассмотрено численное моделирование течения воздуха в лабиринте в плоской двумерной постановке с применением программного комплекса Star-CD.

Практикум подготовлен на кафедре общей физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Пособие посвящено построению математических моделей линейных установившихся процессов тепломассопереноса в анизотропных средах, содержащих плёночные включения в виде сильно проницаемых трещин и слабопроницаемых завес. Разработаны методы построения потенциалов в указанных средах на локальном уровне для изолированных плёнок и на глобальном уровне для систем слоёв с плёнками.

В учебное пособие «Механика. Молекулярная физика» вошли два первых раздела общего курса физики: «Механика» и «Молекулярная физика и термодинамика». Данные разделы рассмотрены в соответствии с программой курса общей физики для нефизических факультетов университетов. В каждой части содержатся контрольные задания для самостоятельного решения. Приведены некоторые примеры решения типовых контрольных заданий.

В монографии представлен один из перспективных современных методов молекулярно-статистической теории – метод частичных функций распределения. Рассмотрены основы этого метода и его современное состояние. Приводятся эффективные алгоритмы решения интегральных уравнений для расчета частичных функций распределения и определения на их основе различных термодинамических свойств газов и жидкостей, как в однофазном состоянии, так и в условиях фазовых рановесий различных типов.

Настоящее учебное пособие предназначено для проведения практических занятий по курсу общей физики и самостоятельной работы студентов первого курса физико-технического факультета НГТУ. Оно содержит 14 тем по разделам механики, термодинамики и молекулярной физики.

Практикум включает 4 лабораторные работы по курсу "Молекулярная физика и термодинамика". Для студентов физического и химического факультетов

Практикум включает 4 лабораторные работы по курсу "Молекулярная физика и термодинамика". Для студентов физического и химического факультетов.