ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Тепловые регенераторы и теплообменники из "Теплопроводность твердых тел " Передача тепла от движущейся горячей жидкости к холодной имеет очень большое практическое значение. Имеются системы двух основных типов, при помощи которых передается тепло теплообменники и регенераторы. [c.385] В теплообменнике горячая и холодная жидкости текут по обеим сторонам тонкой перегородки, которая предназначена просто для их разделения тепло передается от одной жидкости к другой через эту перегородку, которая в идеальном случае настолько тонка, что ее теплоемкостью можно пренебречь, а сама она ведет себя при теплопередаче просто как контактное сопротивление (см. пример Г 9 гл. I). Жидкости могут течь либо в одном направлении (параллельное течение, или прямоток), либо в противоположных направлениях (встречное течение, или противоток) установившееся состояние достигается очень быстро, и решения для него приводятся во всех работах по теплообмену (см., например, [10]). [c.385] В регенераторах горячая и холодная жидкости попеременно проходят по твердой стенке когда по ней протекает горячая жидкость, она поглощает тепло, а затем отдает его холодной жидкости, причем этот процесс циклически повторяется. Здесь наиболее важно сохранение тепла стенкой, и поэтому следует тщательно изучить поток тепла в ней. Следует отметить. [c.385] ЧТО данная задача оказывается достаточно сложной. Для практики основной интерес представляет окончательный установившийся периодический режим. [c.386] Изложим несколько приложений метода преобразования Лапласа к ие-установившимся режимам в идеализированных системах обоих описанных типов. [c.386] Пусть поверхность стенки ) представляет собой плоскость z 0, и пусть в области г О в направлении оси х течет равномерный поток жидкости со скоростью и. Предполагается, что жидкость хорошо перемешивается и, следовательно, ее температура в любой плоскости, перпендикулярной направлению потока, одинакова однако при этом предполагается также, что тепло не распространяется в направлении течения жидкости. Пусть М — масса жидкости, соприкасающейся с единицей поверхности стенки, с — удельная теплоемкость жидкости, и — ее температура в момент времени t в точке х (т. е. во всей полуплоскости л = onst, z 0), у,—температура поверхности стенки в точке х (т. е. во всех точках прямой X = onst, Z = 0) в момент t, г Н — коэффициент теплоотдачи стенки. [c.386] Совершенно очевидно, что решение этих уравнений связано со значительными трудностями ), и поэтому на практике принимают различные упрощающие предположения. Обычно полагают, что коэффициент теплопроводности тела в направлении течения жидкости равен нулю и конечен [12] или бесконечен в перпендикулярном ему направлении. [c.386] Свойства этой функции были достаточно полно рассмотрены Гольдштейном [23]. [c.388] Случай выделения тепла в твердом теле ). [c.388] Пусть при О в твердом теле выделяется в единицу времени на единицу массы постоянное количество тепла, равное Q. Начальные температуры как тела, так и жидкости равны нулю. При О температура жидкости в плоскости x = Q поддерживается равной нулю. [c.388] Это решение можно выразить также через функцию J х, у), определяемую соотношением (3.19). [c.389] В качестве примера, в котором получается простое решение, рассмотрим полу-ограниченное твердое тело г 0, предположив, что в любой точке температура его поверхности равна температуре жидкости (например, случай очень большой величины Н в уравнении (3.1)). [c.390] Дифференциальным уравнением для и служит (3.1), т. е. [c.391] Величину и находят при помощи формулы (25) приложения 5, применяя анализ использованного выше типа (см. (3.11) — (3.16)). [c.392] Встречное течение в ограниченной области 0 х I рассматривается аналогичным путем и будет иметь заданное значение при j = О, а м, — при х = 1. При прямотоке в области X О как и, так и Uy точно определяются в плоскости х = 0. [c.392] Вернуться к основной статье