Soojustehnika - küsimused vastustused (0)

Termodünaamika on teadus erinevate energialiikide vastastikustest muundumistest. Termodünaamika hõlmab mehaanilisi, soojuslike, elektrilisi, keemilisi, elektromagnetilisi ja muid nähtuseid. Tehnilise termodünaamika põhi ülesanne on teoreetiliste aluste loomine, soojusmootorite, soojusjõu seadmete, soojus transformaatoritele.
Termodünaamilise süsteemi all mõistetakse kehade kogu, mis võivad olla nii omavahel kui ka väliskeskkonnaga energeetilises vastumõjus.
Väliskeskkonnaks nimetatakse termodünaamilist süsteemi ümbritsevat suure mahutavusega keskkonda, mille olekuparameetrid (N: temperatuur, rõhk jne.) ei muutu, kui süsteem mõjutab seda soojuslikul, mehaanilisel või mõnel muul viisil.
Süsteemide liigitus: Termodünaamilist süsteemi, millel puudub soojusvahetus väliskeskkonnaga (ka siis, kui süsteemi temperatuur erineb väliskeskkonna temperatuurist), nimetatakse soojuslikult isoleeritud ehk adiabaatiliseks süsteemiks, soojuse ülekannet tõkestavaid pindu aga adiabaatilisteks pindadeks. Süsteem, mis on väliskeskkonnast eraldatud samaaegselt adiabaatiliste ja mehaaniliselt absoluutselt jäikade pindadega, kannab suletud ehk isoleeritud termodünaamilise süsteemi nime. Isoleeritud termodünaamilise süsteemi ja väliskeskkonna vahel puudub nii soojuslik kui ka mehaaniline vastasmõju.(puudub aine(massi) vahetus)
Avatud süsteem – mille puhul osa ainet väljub süsteemist väliskeskkonda ja sinna tuleb väliskeskkonnast uut ainet.
Töötava keha olekuparameetrid. Nende all mõistetakse füüsikalisi makrosuurusi, mis määravad kindlaks töötava keha oleku. Intensiivseteks nim. selliseid töötava keha parameetreid, mis ei sõltu termodün.süsteemis oleva keha massist või osakeste arvust. Intensiivne parameeter on nt. rõhk ja temp. Aditiivseteks e. ekstensiivseteks termodün parameetriteks on parameetrid , mis on proport-sionaalsed süsteemis olevate kehade massiga või osakeste arvuga. Nt. maht, energia, entroopia , entalpia . Parameetreid, mille kaudu iseloomustatakse soojuse ja töö vastastikust muundumist, nim. termilisteks olekuparameetriteks. Termodünaamilise keha termilisteks olekuparameetriteks on erimaht (tihedus), rõhk ja temp. Soojuslikeks olekuparameetriteks on aga suurused, mis iseloomustavad termodünaamilise süst. energeetilist olukorda. Nendeks on: siseenergia u,[J/kg]; entalpia h,[J/kg]; entroopia s,[J/kg]. Sõltumatud olekuparameetrid on: 1.Erimaht(keha massiühiku maht) v=1/, [m3/kg]. 2.Tihedus(on erimahu pöördväärtus)=M/V=1/v, [kg/m3].3. Rõhk (pinnaühikule normaalisihis mõjuv jõud) p [N/m2,Pa]. 4.Temperatuur(iseloomustab antud keha kuumenemise astet mingi teise keha suhtes ja määrab nendevahelise soojusvoo suuna).
Siseenergia. Td kehas sisalduvat energia hulka nim. siseenergiaks , mis on keha molekulide kulg -ja pöörlemisliikumiseenergia, aatomite võnkumisenergia jt. energiate summa. siseenergia antakse tavaliselt keha 1kg kohta. Siseenergia on ekstensiivne suurus. Siseen. kui olekufunktsiooni väärtuse määravad keha kaks meelevaldset olekuparameetrit, sagedamini valitakse nendeks temp ja rõhk. Ideaalgaasi siseen. sõltub ainult temperatuurist. Tavaliselt võetakse gaasi siseenergia normaaltingimustel võrdseks nulliga. E=k + A + U, kus U on siseenergia [J/kg].
Soojus ja töö. 1.Energia ülekanne töö vormis- on seotud kehade ümberpaiknemisega ruumis või süsteemiväliste parameetrite muutusega. 2.Energia otsest üleminekut ühelt kehalt teisele ilma väliste parameetrite muutusteta (kõrgema temp. kehalt madalama temp. kehale), sellist ülekande vormi nim. soojuseks. Soojusvahetus, levi- soojusevormis ülekantud energiat nim. soojushulgaks. Tähistatakse Q- [J]. q=Q/M [J/kg].
Tehniline töö. Tehnilist tööd sooritab materiaalselt avatud td süst. Tehniline töö lt avaldatakse keha 1kg-le: lt=-p1stp2ni• vdp [J/kg]. kus p1 ja p2 on vastavalt keha rõhk süsteemi sisenemisel ja süsteemist väljumisel. Tehniline töö kui protsessifunktsioon sõltub keha algolekust lõppolekusse ülemineku tingimustest. Tehniline töö loetakse positiivseks td keha rõhu vähenemisel ning negatiivseks rõhu suurenemisel .
3. Termodünaamika I seadus. Termodünaamika esimeseks seaduseks on energia jäävuse ja muundumise seadus. q=u+l [J/kg] või q=i+lt.
kus - ΔU on siseenergia muutus, J/kg;
l - mehaaniline töö, J/kg.
Termodünaamilise keha erisoojused . Termodünaamilise keha erisoojuseks nimetatakse soojushulka, mis on vaja anda teatud kogusele ainele temperatuuri tõstmiseks ühe ühiku võrra: c=dq/dT. Erisoojust 1kg aine kohta nim. masserisoojuseks [J/(kg*K)]. c´- mahterisoojus [J/(m3*K)] ja moolerisoojus – C [J/(mol*K)]. Kahte viimast kasutatakse peamiselt gaasiliste kehade puhul.
Termodünaamilise keha entalpia. Entalpia i on siseenergia u ja rõhuenergia pv summa: i=u+pv J/kg. Entalpia antakse keha 1kg kohta. Entalpia on ekstensiivne suurus. Entalpia kui olekufunktsiooni määravad kaks meelevaldset olekuparameetrit. Ideaalse gaasi entalpia sõltub üksnes temp. Tavaliselt võetakse gaasi entalpia normaaltingimustel võrdseks nulliga. Termodünaamilise keha entalpia antud rõhul: I=int.0st-t.ni.cpdt.
Termodünaamilise keha entroopia s on soojushulga ja absoluutse temp. suhe, mille muutus S= S2- S1 = s1s2 dQ/ T [J/(kg*K)]. Entroopia on ekstensiivne suurus. Entroopia kui olekufunktsiooni väärtuse määravad kaks meelevaldset olekuparameetrit. Gaasi entroopia väärtus normaaltingimustel loetakse nulliks.
4. Isohooriline protsessiks nim. sellist protsessi, kus termodünaamilise süsteemi soojuslikul mõjutamisel selle maht ei muutu. (v= const , dv=0). p1v1=RT1; p2v2=RT2—erimaht=> p1/T1*v=R=p2/T2*v => p1/p2=T1/T2.so isohoorse protsessi põhivõrrand.
S2-S1=Cvlnp2/p1=CvlnT2/T1
Isobaarne protsess on protsess, mis toimub püsival rõhul. (p=const ja dp=0). v2/v1=T2/T1=> Gay-Lussaci võrrand. Siin termodünaamilises süsteemis tehnilist tööd ei tehta ning termodün. keha üleminekuks olekust 1 olekusse2 vajalik soojushulk q=i2-i1. Seega on isobaarilises td protsessis keha poolt juurdesaadav või äraantav soojushulk võrdne protsessis esineva entalpia muutusega.
Isotermiline protsess on selline td pr, mis toimub püsival temperatuuril. (T=const, dT=0). p1v1=p2v2 => p1/p2=v2/v1— Boyle -Mariotte´i seadus. Siin mehaaniline ja tehniline töö on omavahel võrdsed. Seega muundub isotermilisse protsessi antav soojus täielikult tööks. Ts- diagrammil väljendub isotermiline protsess horisontaalse joonena .
5. Adiabaatne protsess on selline td prot. mis toimub soojuslikult isoleeritud tingimustes. (dq=0, q=0). k=Cp/Cv.
Polütroopne protsessiks nimte. sellist protsessi, mille käigus erisoojus ei muutu. s.t. sellist protsessi, mis allub võrrandile T*ds/dT=c=const.
I – protsessides soojus mis juhitakse protsessi kulutatakse nii gaasi siseenergia suurendamiseks kui ka mehaanilise töö tegemiseks.
II – protsessides toimub gaasi siseenergia vähenemine ja töö sooritatakse osaliselt gaasi siseenergia vähenemise ja osa välissoojuse arvel.
III – protsessides töö sooritatakse ainult gaasi siseenergia vähenemise arvelt ja temperatuur väheneb ning väljast soojust juurde ei lisata.
6. Vee isobaarne kuumutamine . Vee kuumutamise all mõistame vee temp. tõstmist algolekust kuni antud rõhule vastaval küllastustemp. Seda seletab Ts-diagramm.
Vee aurustumine . Vee aurustumise all mõistetakse sellist td pr, kus küllastustemperatuuril olev vesi muudetakse isobaarilises kuumutamisprotsessiskuivaks küllastunud auruks.
Veeauru ülekuumendamine. Selle all mõistetakse auru isobaarilist kuumutamist küllastustemperatuurilt antud temperatuurini.
7. Isohooriline protsess. Auru isohoorsel kuumutamisel temperatuur tõuseb. Sõltuvana algolekust aur isohoorilisel jahtumisel kas kuivab või niiskub. Isohoorilises protsessis aurule juurdeantud soojushulk q=u=u2-u1=(i2-i1)-v(p2-p1) J/kg. kui isohoorse protsessi lõpppunkt on niiske auru piirkonnas, siis auru kuivusaste protsessi lõpul x=v1-v2’/v2’’-v2’.
Isobaariline protsess. Niiske auru isobaarsel kuumutamisel aurutemp. ei muutu. Ülekuumendatud auru isobaarsel kuumutamisel temp. tõuseb. Isobaarses protsessis on aurule juurdeantav soojushulk q=i2-i1. Kui isobaarses kuumutusprotsessis aur läheb niiskest olekust ülekuumendatud olekusse, siis protsessist osavõttev soojushulk q=(1-x)r+(i2-I’’)=(1-x)(I’’-I’)+(i2-I’’) J/kg, Mehaaniline töö on isobaarses protsessis l=p(v2-v1).
Isotermiline protsess. Niiske auru isotermilisel kuumutamisel rõhk ei muutu. Ülekuumutatud auru isotermsel kuumutamisel rõhk väheneb. Vajalik soojushulk auru isotermsel kuumutamisel on q=(s2-s1)T J/kg. Mehaaniline töö isotermses protsessis on l=q-u=(s2-s1)T-[(i2-i1)-(p2v2-p1v1)] J/kg. Tehniline töö lt=q-i=(s2-s1)T-(i2-i1) J/kg.
8. Isoentroopne protsess. Termodünaamiline ringprotsess ja termodünaamika II seadus. Carnot ' ringprotsess. Otsene ja pöördringprotsess.
Isoentroopne protsess:???
Termodünaamiliseks protsessiks - termodünaamilises süsteemis toimuvad järjestikulised olekumuutused. Protsessi käiku väljendatakse tavaliselt mingite olekuparameetrite seosena, mis antakse kas analüütiliselt või graafiliselt.
Termodunaamika II seadus. Termodünaamika II seadus määrab termodünaamiliste protsesside suuna—väiksema tõenäosusega olekust suurema tõenäosusega olekusse. Def: Soojus võib iseenesest suunduda ainult kõrgema temp. kehalt madalama temp. kehale.
Carnot otsene ringprotsess
Koosneb 2-st isotermilisest ja 2-st adiabaatilisest protsessist. Carnot ringprots.-i saab läbi viia vaid iseaalses mootoris, mis täidetud id.gaasiga ja silindri seinad on kaetud id.soojusisolatsiooniga, hõõrdekaod puuduvad.
12 on isotermiline paisumine , kus juhitakse juurde soojushulk väliselt soojusallikalt.
23 Edasine paisuminetoimub soojushulga Q1 arvel.
34 isotermiline komplimeerimine. Juhitakse ära soojushulk Q2.
41 isoentroopne komplimeerimine ja termodün.keha jõuab tagasi algpunkti .
Kasutegur =1- Q2/Q1= 1- T2s/ T1s = 1- T2/T1 ; Q1=T1s ; Q2 =T2 s, T1-soojusallika temp, T2-jahut.temp. Carnot ringprots termiline kasutegur on alati suurem mistahes ringprots.max kasutegurist.
Carnot pöördringprotsess
14 isoentroopne paisumine, temp.langeb T1-lt T-2-le
23 isotermiline paisumine, antakse juurde soojushulk Q0 Q=S( A43BA)
32 isoentroopiline komprimeerimine, tõstetakse keha temperatuur maksimumini
21 isotermiline komprimeerimine, eemaldatakse soojushulk Q1 = S(B21AB)
9.Sisepõlemismootorite ringprotsessid. Otto ringprotsess. Dieseli ja segaringprotsess. Põhimõtte skeem.
Otto ringprotsess:
Kolbmootorite ringprotsess, kus põlemine toimub jääval ruumalal. Kasut. kergeid vedelkütuseid ( bensiin , petrool, gaas ). Kütuse ja õhu segu süüdatakse silindris süüteküünlaga(sädemega).
12 termodün keha isoentroopia komprimeerimine l2=12AB
23 soojuse protsessi juurdejuhtimine (kütuse isohoorne põlemine)
34 pölemisproduktide isoentroopne paisumine, mille käigus gaas teeb tööd l1=34B4
41 soojuse isohoorne protsessist eemaldamine –Q2(põlemisgaasidega eralduv soojus)
Dieseli ringprotsess: P=const, dieselmootorites. ???
Segaringprotsess:???
10. Aurujõuseadme ringprotsess. Elektrienergia ja soojuse koostootmine ehk termofikatsioon.
Aurujõuseadme põhimõteskeem: l0=Q0=Q1-Q2
osad: AG-aurugeneraator, ÜK-auru ülekuumendi, T- auruturbiin , G- generaator , K- kondensaator , TP- toitepump
Termofikatsioon ( soojus+ el koostootmine), soojuskasuteguri mõiste
Termofikatisoon - elektrienergia ja soojuse koostootmist. Selliseid el.jaamu, mis väljastavad peale elektrienergia ka soojust nim. koostootmise jaamadeks. (Iru el.jaam). Selliseid jaamu iseloomustatakse soojuskasuteguriga K=(l0`+Q2`)/Q1 kus: l0`- kasulik töö, mis läheb el.en.tootmisekskoostootmisjaamades, Q2`- tarbijale antav soojus, Q1 - ringprotsessi antud soojus
K= (l0`+Q2`)/Q1=t+K` , t- termiline kasutegur, K= 60…80% K`= Q2`/Q1.
11.Soojuse transformatsioon . Aurukompressorkülmutusseadme ringprotsess. Põhimõtte skeem.
Soojustransformatsiooni protsessid ja soojustransformaator:
Soojustransformatsioon - soojuse ülekandmine madalama temp-ga kehalt kõrgema temp-ga kehale. Seadmeid nim. soojustransformaatoriteks. •Soojust andev, ehk madalama temp-ga keha- alumine soojusallikas(T2) . •Soojust vastuvõtva keha, e. kõrgema temp-ga keha – ülemine soojusalikas(T1) .Vastavalt temperatuuride nivoost liigitatakse:1. Külmutus e. jahutusprotsessid (alla 0 oC-i), T2To. Seal, kus kütteperiood on lühiajaline. 3. Kombineeritud protsess(Külmutus-soojuspumpprotsessid).
Aurukomp külmutusseadme põhimõtte skeem ja ringprotsess TS diagrammil
Aurukompressor külmutusseadme ringprotsess: TD kehaks on külmutusagens, sellel ainel on kõrge küllastusrõhk. Freoonil suur gaasimuutussoojus, kõrge küllastusrõhuga.
12-külmutusagentsi aurude isoentroopne komprimeerimine kompressoris
22`- ülekuumendatud aurude isobaarne jahtumine küllastusolekuni punktis 2`juba kuiv aur.
2`3- kuiva küllastunud auru kondenseerimine vedelikuks. Jahutusveele antakse üle soojushulk Q1.
34-külmutusagentsi drosseldamine, mille tagajärjel toimub osaline aurustumine,
kusjuures P ja T, külmagents suunatakse edasi aurutisse
Osad: K-kompressor; KO-kondensaator, D-drosselseade, KK-külmutusseade, A-aurusti (toimub külmagentsi täielik aurustumine).
12.Termodünaamilise keha voolamine ja drosseldamine. Gaasiturbiinseadme rengprotsess. Põhimõtte skeem.
TD keha voolamine ja drosseldamine Stats . voolam pidevuse võrrand:
dF/F - dv/v + dc/c = 0 stats. voolamise pidevuse v. tingimusel M=const.
- TD keha kin en muutus
TD keha voolamine düüsides – d muutuva ristlõikega kanal , mille läbimisel TD keha voolus kiireneb.
tagastatava adiabaatse voolamise põhivõrrand düüsides. Seob Machi arvu, ristlõiget ja rõhu muutust
Drosseldamine (isel skeem)
Katsed on näidanud, et kui gaas või aur kohtab oma teekonnal mingit takistust kanalis,
siis rõhk takistuse taga langeb, kusjuures mingisugust tehnilist tööd seejuures ei tehta ja
vooluse kineetiline energia praktiliselt ei muutu (seda nähtust nim drosseldamiseks) Läbides seda kitsendust vooluse kiirus esialgu suureneb, sest rõhk väheneb.
P2`P1` ; P=P1`-P2`.
Gaasiturbiin seadme põhimõtte skeem
Toimub suure kiirusega liikuva gaasi vooluse kin.energia muundamine kasulikuks tööks. Kin.energia saavutab gaasivool düüsides. Gaasiturbiinis muutub kin.energia rõhuenergiaks , mille arvel tehakse tööd ( turbiini võlli pöörlemine ). Võll on ühendatud mingi seadmega , mida see turbiin peab käivitama. Gaasiturbiinide jaoks on välja töötatud 2 ringprotsessi:
1)Ringprotsess soojuse isohoorse juurdejuhtimisega (isohoorse põlemisega).
2)Soojuse isobaarse protsessi juurdejuhtimisega (levinum).Gaasiturbiinseade koosneb:
1)õhukompressor (tsentrfugaal või telg ), 2)põlemiskamberpõlemisgaasid turbiini
3)gaasiturbiin - tema ehitus sarnaneb auruturbiinile, turbiini korpuse küljes on düüsid . Töölabadel toimub paisumine ja gaasid teevad paisumistööd.
Gaasiturbiin seadme ringprotsess PV ja TS diagr-l
Isobaarse põlemisega: 12 õhu isoentroopne komprimeerimine, 23 soojuse isobaarne pts-I juurdejuhtimine, 34 isoentroopne paisumine turbiinis, 41 termodün keha isobaariline jahtumine.
13.Soojusvahetus. Lihtsamad soojuse leviku viisid. Temperatuuriväli, temperatuuri gradient ja soojusvoog. Soojusjuhtivus . Fourier seadus ja soojusjuhtivustegur .
Soojusvahetuseks - teadus soojuse leviku protsessidest. Soojus, saab levida termodünaamilise tasakaalu puudumisel.
Temperatuuriväli – Temperatuuri väärtused mingi süsteemi või keha kõikides punktides.
Temp.gradiendiks keha suvalises punktis k nim selle punkti A juures oleva temp muutuse ja sellele muutusele vastavate isotermide vahelise ristlõigu N pikkuse suhte piirväärtust
limN0t/N = grad t k/m, (gradient on max suunas).

Fourier´I seadus (soojusjuht. põhiseadus ) - Soojusvoog Q ( Q=-*grad t w/m2) kehades on võrdeline temperatuurigradiendiga Q=-*grad t w/m2

Soojusjuhtivustegur - =Q/grad t w/m*k on igasugust ainet või materjali iseloomustav suurus ja ta sõltub aine omadustest, struktuurist, olekust ja temp-st.
Soojusjuhtivus - soojus kandub üldjuhul edasi kõikides ainetes ja kehades. See toimub aine mikroosakeste kaudu ( aatomid , molekulid). Mikroosakesed liiguvad kindla kiirusega, mis on
võrdeline aine temperatuuriga. Pidevate põrgete jooksul annavad soojemad osakesed soojust üle jahedamatele osakestele. Ilmneb põhiliselt tahketes ainetes.
14. Soojusjuhtivus tasapinnalises seinas. Ühe- ja mitmekihilises seinas. Eelduseks on, et on teada temperatuurid seina pindadel.
[w/m2] -> näitab kui palju läheb soojust kaduma ühe kihilises seinas.seina paksus,soojusjuhtivustegur,antud seina termiline e( soojustakistus ).
-> kolme kihilise seina puhul.
-> n seina puhul

Konvektsiooniks nim. soojuse levikut, mis tekib teatava soojussisaldusega vedeliku või gaasiosakeste edasiliikumise ja segunemise tulemusena. Soojusvoog seina ja voolava vedel. või G vahel on võrdeline seina ja vedeliku temp vahega t.
Newtoni valem:
. nimetatakse konvektiivseks soojusülekande teguriks
määramine , väga komplitseeritud , mida mõjutavad vooluse iseloom, kiirus, seadme geomeetriline iseloom ja füüsikalised omadused. Nt. Õhu kuumutamine ja jahtumine: =1-50, vee kuum. ja jaht.: 20-10000, õlide kuum. ja jaht. 5-1500.
mõningatel juhtudes isegi võimatu. Seepärast leitakse üldiselt katselisel teel.
määramisel on koostatud nn “kriteriaal võrrandid“, mis tuuakse ära soojustehnika käsiraamatutes. erinevatele konvektsiooni tingimustele. et valida õige võrrand: voolamise režiim, selleks Reynoldsi arv
,kui Re104 siis turbulentne.
Sundvoolamisel (konvektsioonil) ja turbulentsel režiimil on võrrand (üldkujul)
vabal voolamisel (konvektsioonil)
16. Soojuskiirguse all mõistetakse elektromagnetilist lainetust (nende kaudu soojuse üle andmist). Kusjuures kiirgava keha siseenergia muundub elektromagnetlainete ja footonite kiirguseenergiaks. Soojuskiirguse all mõistetakse infrapunast- ja valguskiirgust.
Kõik kehad neelavad va peegeldavad midagi. Paljud lasevad osa soojuskiirgust läbi.
jagades selle Q0 –iga saame
A – keha neeldumistegur, R – keha peegeldumistegur, D – keha läbitavustegur
Stefan -Boltzmanni seadus. S-B seadust kasutatakse hallide kehade omakiirguse arvutamiseks, kasutades mustavärvusastet või halli keha kiirgustegurit. S-B seadus annab soojusvoo väärtuse, mille pind kiirgab välja kõikides suundades. Iga suund on iseloomustatav nurgaga , mille ta moodustab pinna normaaliga n.
absoluutselt musta keha kiirguskonstant. Praktiliste arvutuste valem (w/m2). C0 = 5,67 (w/m 2) -> musta keha kiirguskoefitsient. Sama seadus kehtib ka mittemustade kehade kohta nn „hallide kehade kohta“
C -> reaalse keha kiirgustegur (koefitsient). Kehade mustsusastmeks on nende suhe samal temperatuuril.-> mustsusaste ja neeldumistegur on praktiliselt võrdsed. Ε – on enamlevinud kehadele kindlaks määratud ja tuuakse ära soojustehnika käsiraamatutes. Emailvärvidel on , ehk kiirgavad hästi soojust.
17. Soojusläbikanne – kahe soojuskandja vaheline soojusvahetus, mis toimub läbi neid lahutava tahke vaheseina või läbi nendevahelise piirpinna. Isel soojusläbikandetegur k=Q/(tdS)
Soojusläbikanne tasapinnalises seinas. Soojusläbikanne- soojus levib järjestikku konvektsiooni ja kiirguse teel seinapinnale, läbib soojustjuhtiva seina ja väljub teise keskonda.
Soojusvoog soojusläbikande korral: q=t1-t2/(1/1+/+1/2), [W/m2]. q=t/Rt. q=kt, k-soojus-läbikandetegur sõltub soojusjuhtivust mõjutavatest teguritest ja soojusläbikandest.

Soojusvahetid. Soojusvahetiks nim. seadet , mis on ehitatud soojuse ülekandmiseks ühelt keskkonnalt või kehalt teisele. Seal toimuvad protsessid: aurustumine, keemine , kondenseerumine , veeldumine, tahkumine , paljud kombineetitud protsessid. Nendes pr. võib osaleda kaks või enamat keha. Need on soojuskandjad, mis annavad soojust ära ja võtavad seda vastu. Soojuskandjad võivad olla vedelad, gaasilised kui ka tahked . Nt: Veeaur, vesi, suitsugaasid, orgaanilised ained, sulametallid jne. 1)Kasutusala järgi liigitatakse soojusvaheteid: Eelsoojendid, kondensaatorid , auruti, aurumuundid, gradiirid, regeneraatorid, külmutid jne. 2)Tööprinsiibi järgi jagunevad: pind- ja segamistüüpi soojusvahetid. Pindsoojusvahetis ümbritsevad igat soojuskandjat tahked seinad, mis võtavad soojusvahetusest osa kas osaliselt või täielikult. Pinnaosa, mille kaudu toimub soojusvahetus nim. küttepinnaks. Pindsoojusvahetid jagunevad rekuperatiivseteks ja regeneratiivseteks. Rekuperatiivses soojusvahetis toimub soojusvahetus läbi soojuskandvaid eraldava pinna ning soojusvoo suund igas punktis jääb protsessi kestel muutumatuks. Regeneratiiv soojusvahetis muutuvad ühe ja sama küttepinna kaks või enam soojuskandjat vaheldumisi . Kuumutava soojuskandja soojus akumuleerub küttepinnas esimesel perioodil, kuumutatav soojuskandja kuumeneb teisel perioodil küttepinnaga kokkupuutudes ja soojusvoo suund on teisel perioodil vastupidine . Segamissoojusvahetites on kuumutav ja kuumutatav soojuskandja vahetus kontaktis , ning toimub nende osaline või täielik segunemine .
Soojuse transformatsioon –soojuse ülekandmine madalama temp-ga kehalt kõrgema temp-ga kehale. Seadmed – soojustransformaatorid. Vastavalt soojust andva(madalama temp-ga) keha ja soojust vastuvõtva keha temp nivoost väliskeskk suhtes liigit: 1) külmutus e jahutus prots TII=T0, TI>T0 3) kombineeritud TIIT0
Pindsoojusvahetite dimensiooniarvutus.
On olemas 2. liiki : I . On antud aparaadi soojustootlikus, soojuskandjad ja nende alg- ja lõppparameetrid ja on vaja määrata küttepind ja soojusvaheti põhimõõtmed seda nim. konstruktsiooni ehk dimensiooniarvutuseks. II . Ette on antud konstruktsioon ja ka aparaadi mõõtmed, soojuskandjad ja nende algparameetrid ning tuleb määrata soojuskandjate lõpp-parameetrid, sellist nim. kontrollarvutuseks. Projekteerimisel: 1. Soojusarvutus, 2. Tulemused seostatakse aparaadi hüdromehaanilise arvutusega, 3. Tugevusarvutus (kuna on väga suured kiirused).
Rekuperatiivsoojusvaheti soojusbilanss ja dimensioneerimine:
1)Q=G1c1 (t´1 -t´´1)= G2c2 (t´´2 -t´2) Q- soojuskoormus ; G-mass; c- erisoojus; -kaotegur;1-kuumutav kk.; 2-kuumutatavkk.
2)Q=kFt k-soojusläbikande tegur, F- küttepinna suurus, t- keskmine temperatuurilang. Ühesoojuskandja agregaatoleku muutusega
Q=D1 (h´1 –cp1 t´´1)= G2c2 (t´´2 -t´2) h-entalpia Mõlemasoojuskandja agregaatoleku muutusega
Q=D1 (h´1 –cp1 t´´1)= D2 (h´´2 –cp2 t´2) Keskmine temp. lang oleneb sellest, millise suunaga on tegemist. Eristatakse kahte suunda: Pärivoolusuund ja Vastuvoolusuund. Vältimaks soojusvaheti liigset suurenemist pole vedelate soojusvahetite temperatuuride vahe alla 15 oC, soovitatav on gaasidel 50-80 oC. Soovitatakse kasutada vastuvooluskeemi, siis tuleb soojusvaheti väiksema küttepinnaga. Soojus-vahetitele esitatavad nõuded: majanduslikkus, suur soojustootlikus, etteantud tehnoloogilise protsessi ja kvaliteedi tagamine, lihtne konstruktsioon, kompaktsus, seadme väike mass ja remont ning töökindlus ettenäht ekspluatatsioonile, praegune tehniline ja esteetiline tase.

Kütused ja nende põhilised karakteristikud . Kütuse põlemine. Liigõhutegur .
Kütus on aine, mille keemilisel ühinemisel oksüdeeriaga (hapnik) eraldub suurel hulgal soojust. Kütuseks loetakse aineid, mis täidavad järgmisi tingimusi: küllaldane reageerimiskiirus hapnikuga, põlemisproduktide esinemine gaasidena, lihtne tootmine ja küllaldane levik looduses. On olemas looduslikke ja tehiskütuseid. Agregaatoleku järgi jaotatakse tahke-, vedel- ja gaaskütused. Kütus koosneb põlev - ja mineraalosast ning niiskusest. Põlevosa omakorda koosneb org. ainest ja püriidsest väävlist. Org. osa on moodustatud: süsinikust, vesinikust, hapniku, lämmastiku ja väävli kõrgmolekulaarsetest ühenditest . Ct +Ht +Ot +Nt +St +At +Wt=100%, kus s- tuhk , w- niiskus, t- tarbimisaine. Tahke kütuse suurenemisega suureneb nende C sisaldus kusjuures hapniku ja vesiniku sisaldus väheneb. Vedelkütuses esineb S org.te ühenditena , gaaskütustes aga kas vesiniksulfiidina või vääveldioksiidina. Väävlit loetakse kahjulikuks lisandiks, tema põlemisel eraldub 3x vähem soojust kui C põlemisel. Väävliühendid põhjustavad ka korrosiooni. Gaasiline kütus antakse komponentidena: CO+H2+CH4+H2S+CO2+SO2+N2+…=100% .
Kütuse kütteväärtus . See on soojushulk, mis eraldub 1kg tahke- ja vedel või 1norm kuupmeetri gaaskütuse täiel põlemisel. Vahet tehakse ülemise ja alumise kütteväärtuse vahel. Alumine kütteväärtus on ülemisest kütteväärtusest väiksem põlemisproduktides oleva veeauru kondenseerumissoojuse võrra. Praktikas leiab kasutust peamiselt alumine kütteväärtus.Tahke ja vedelkütuse kütteväärtuse määramine toimub kalorimeetrilises pommis. Nt. kütteväärtuse kohta: puit-12,5MJ/kg; pruunsüsi —24-27MJ/kg; Naftamasuut—38-39MJ/kg.
Kütuse lendosa ja koks. Tahkekütuste kuumutamisel kütuse orgaaniline osa laguneb, mille tulemusena erald gaasil produktid —kütuse lendosad . Lendosade hulk sõltub kütuse keem vanusest, vähenedes selle suurenemisega. Kõige väiksema lendosasisald-ga kütus on antratsiit, suurima lendosasisald-ga aga puit, turvas ja põlevkivi . Lendosad on peam: süsinikmonoksiid, vesinik , metaan, küllastunud ja küllastumata süsivesinikud, veeaur ja õliaurud. Lendosast järelejäänud tahket massi nim. koksiks. Koks koosneb peam süsinikust, sisald mõningal määral H, O, N ja S. Strukt järgi on koks pulbriline või paakuv. Turvas, prüünsöed, antratsiidid ja põlevkivid annavad pulbrilise koksi . Kivisüte koksistamisel saab paakuva koksi. Suure lendosaga kütused süttivad hästi.
Kütuse niiskus, mineraalosa ja tuhk. Niiskus on kütuse kahjul komponent , mis vähend kütteväärtust, suurend põlemisgaasi mahtu, halvend süttimist jne. Kütuse niiskus koosneb välisest e. mehaanilisest ja sisemisest e. hügroskoopsest niiskusest. Väline niiskus erald kütuse loomulikul kuivamisel õhus. Hügroskoopse niiskuse hulk sõltub kütuse sisemisest struktuurist. Hügroskoopne niiskus eraldub täielikultkütuse kuumutamisel üle 100C. Suure hügroskoopse niiskusega on puit, turvas ja kivisöed. Kütuse mineraalosa moodustavad kütuses olevad min ühendid. Tuhk on kütuse põlemisel tekkinud tahke jääk . Kütuse mineraalosa põhikomponendid on savi (Al2O3, 2SiO2), ränioksiid, karbonaadid, sulfaadid , sulfiidid, leelismetallide soolad jt. Looduslikus gaasis min lisandeid ei ole. Tuhaks nim. kütuse täielikul põlemisel järele jäävat tahket jääki.Kütuste tuhad jaotatakse kolme klassi: raskesti sulav tuhk (t3>1425C), keskmiselt sulav tuhk (t3=1200…1425C) ja kergesti sulav tuhk (t3