ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплоотдача при течении таза с большими скоростями из "Теплопередача " Если объем жидкости невелик, то свободные движения, возникающие у других тел или частей данного тела, расположенных в этом объеме, могут сказываться на рассматриваемом течении. Разделить эти движения и рассматривать их по отдельности очень трудно, а порою и невозможно. [c.227] Движение и теплоотдача зависят при этом как от рода жидкости, ее температуры и температурного напора, так и от формы и размеров пространства. [c.227] В горизонтальных щелях, образованных двумя плоскими стенками, процесс определяется расположением нагретых и холодных поверхностей и расстоянием между ними. Свободное течение жидкости отсутствует, если температура верхней стенки больше температуры нижней (рис. 10-8,в). [c.227] В этом случае тепло передается от верхней стенки к нижней теплопроводностью или излучением. Температуры жидкости постоянны в горизонтальных слоях, возрастая в вертикальном направлении. Сказанное справедливо для жидкостей, у которых плотность уменьшается с увеличением температуры. [c.227] Если температура нижней стенки больше, чем температура верхней, то при определенных условиях в щели возникают конвекционные токи. Горячие частицы жидкости, имеющие меньшую плотность, стремятся переместиться вверх. [c.227] В вертикальных щелях в зависимости от расстояния б между стенками циркуляция жидкости может. протекать по-разному. Если 6 велико, то восходящий и нисходящий поток движутся без взаимных помех (рис. 10-8,а). В этом случае движение имеет такой же характер, как и в неограниченном объеме. Если же б мало, то вследствие взаимных помех возникают внутренние циркуляционные нтуры (рис. 10-8,6). Высота контуров Н определяется шириной щели, родом жидкости и и интенсивностью процесса. [c.228] Если Сг5 Г24Рг ° 2 (0,9бб-Ь Рг) (//б), где / — высота слоя, то согласно [Л. 279] перенос тепла между стенками может быть вычислен по уравнениям, теплопроводности. Отклонения имеют место только на концах щели на высоте, равной (приблизительно б. [c.228] В шаровых и горизонтальных цилиндрических прослойках в зависимости от соотношения диаметров циркуляция жидкости протекает согласно схеме, изображенной на рис. 10-8,д — ж. Характер развития движения подчиняется тем же закономерностям, что и для плоских щелей. Течение развивается лишь в зоне, лежащей выше нижней кромки нагретой поверхности. Ниже этого уровня жидкость неподвижна. Если же нагрета внешняя цилиндрическая поверхность, то движение жидкости охватывает пространство, расположенное ниже верхней кромки холодной поверхности. [c.228] При практических расчетах обычно необходимо определить тепловой поток через слои жидкостей. В расчетной практике принято заменять сложный процесс переноса тепла через щели эквивалентным процессом теплопроводности. [c.228] Отношение ек = — , где Я — коэффициент теплопроводности жидкости, характеризует влияние конвекции на перенос тепла через щель. Величина е является функцией комплекса ОгРг. [c.229] При вычислении критериев подобия независимо от формы прослойки за определяющий размер принята ее толщина б, а за определяющую температуру —средняя температура жидкости с,г== 0.5(41+42). [c.229] При малых значениях аргумента [(ОгРг)р 5 10 ], как следует ил графика рис. 10-9, ек= 1 и Яэ.к= В этом случае передача тепла от горячей стенки к холодной осуществляется теплопроводностью. [c.229] Вопросы теплоотдачи при течении газа с большой скоростью приобрели в последнее время очень важное значение в связи с конструированием и расчетом газовых турбин, самолетов, ракет, магнитогидродинамических генераторов электрической энергии и различных теплообменных устройств. Теория и опыт показывают, что теплоотдача газов при больших скоростях имеет ряд особенностей, неучет которых может привести к существенным ошибкам. [c.229] Увеличение скорости приводит к уменьшению толщины гидродинамического пограничного слоя и, следовательно, к увеличению скоростного градиента у стенки и увеличению трения, В результате появляется необходимость учета выделения тепла за счет трения. Выделяющееся тепло идет на повышение температуры газа и приводит к его расширению. В этих условиях давление газа может изменяться очень существенно, что 1В свою очередь вызывает значительное изменение плотности. В результате воз(Никает также (необходимость учета сжимаемости газа. [c.229] Последний член в правой части уравнения представляет собой введенную Рэлеем диссипативную функциюДиссипативная функция учитывает обусловленный наличием внутреннего трения процесс рассеяния (диссипации) механической энергии. Часть механической энергии движущейся жидкости переходит в тепловую, и вызывает нагревание жидкости. [c.230] Член -—, представляющий собой полную производную от давления по времени, учитывает работу сжатия. [c.230] При больших скоростях гидродинамические (процессы и процессы теплообмена неразрывно связаны. Большое значение приобретают также термодинамические факторы, поскольку течение с большими скоростями характеризуется взаимными преобразованиями внутренней и кинетической энергии потока и расширением газа. [c.230] Здесь г —удельная энтальпия, дж1кг т — скорость газа, ж/сек Q — тепловой поток на участке между сечениями / и 2, вт О — расход газа, кг сек. Индексы 1 и 2 относятся соответственно к начальному и конечному сечениям потока. Уравнение (11-3) записано для 1 кг газа, при записи не учтена потенциальная энергия, обусловленная разностью высот первого и второго сечений. [c.230] Таким образом, при адиабатическом торможении потока его кинетическая энергия идет на изменение энтальпии. Изменение энтальпии в конечном счете приводит к изменению температуры газов. [c.231] Вернуться к основной статье