Теплоперенос состояниями

Переменная т не входит в это уравнение явно, поэтому его решение характеризует стационарный теплоперенос (состояние равновесия). [c.10]

Уравнение Фурье справедливо для небольших значений градиента температуры (когда отклонение системы от равновесного состояния мало) и в случае, когда средняя длина свободного пробега частиц (квазичастиц), участвующих в теплопереносе, мала по сравнению с геометрическими размерами системы. Для кристаллических твердых тел коэффициент теплопроводности представляет собой симметричный тензор второго ранга. [c.338]

Результаты теоретического и экспериментального исследований различных аспектов теплопроводности газов приведены в [9—11]. Теплоперенос в зазоре, заполненном сильно разреженным газом, рассматривается в [12]. Экспериментальные данные о теплопроводности большинства изученных веществ в газообразном состоянии систематизированы в справочниках [6, 13, 14]. [c.339]

Из решения задачи гидродинамики и теплопереноса (3.26)-(3.34) определяются расход теплоносителя в контуре и параметры теплоносителя (распределение скоростей, температур и давления), которые затем используются для исследования термомеханической и динамической нагруженное оборудования первого контура АЭС. Расчет температурных полей и соответствующих напряженных состояний, возникающих в оборудовании вследствие теплообмена с теплоносителем и окружающей средой, приведен в гл. 5. Анализу полей и напряжений от силовых воздействий, определяемых в пределах каждого контрольного объема в соответствии с выражением GJG [c.93]

Как уже указывалось во второй главе, присоединяя к уравнению теплопереноса уравнения движения, сплошности и состояния среды, а также зависимости )л и Я от Т, получаем систему основных уравнений, определяющих теплообмен в сжимаемой среде. [c.142]

Для того чтобы воспользоваться выведенными соотношениями, необходимо иметь экспериментальную шкалу потенциала влагопереноса 6. В отличие от экспериментальной термодинамики, где потенциал теплопереноса (температура) измеряется непосредственно, в нашем случае непосредственно определяется влагосодержание путем ушки тела до абсолютно сухого состояния. Для лучшего уяснения принципа построения шкалы потенциала 6 обратимся к аналогии. I [c.326]

Процесс теплопереноса в гетерогенных полимерных системах типа клеевых соединений в силу многообразия факторов, определяющих их свойства, отличается исключительной сложностью и практически мало изучен. Поэтому первоначально целесообразно остановить внимание на состоянии вопроса теплопереноса в гомогенных полимерных системах как наиболее изученных в настоящее время. [c.27]

Исследование процесса теплопереноса в газовом потоке связано с рассмотрением системы уравнений движения, неразрывности, энергии и состояния [c.112]

В разд. 1.15.4 была подчеркнута необходимость проведения четкого различия между двумя типами взаимодействия систем, приводящими к осуществлению работы и передаче тепла соответственно. В связи с этим в разд. 3.1 было введено понятие о взаимодействии, осуществляющем только работу. Затем в разд. 3.2 было дано общее определение работы, а в разд. 5.1 с помощью адиабатической работы было определено изменение энергии системы, возникающее в результате перехода между двумя заданными устойчивыми состояниями. Установленная таким образом связь между работой и энергией позволяет говорить о работе как о способе передачи энергии. При этом следует иметь в виду, что, в то время как энергия является функцией состояния тела, о работе этого сказать нельзя. В настоящей главе будет дано такое количественное определение теплопереноса, которое также позволит рассматривать тепло как способ передачи энергии. Для однозначного различия между этими двумя способами передачи энергии определение теплового взаимодействия необходимо сформулировать так, чтобы оно исключало возможность того, что рассматриваемое взаимодействие окажется связанным с совершением работы. Такое взаимодействие будет называться чисто тепловым. [c.73]

Теплоперенос при переходе между неравновесными состояниями [c.78]

Поскольку чисто тепловое взаимодействие было определено в связи с процессами перехода между устойчивыми состояниями (состояниями устойчивого равновесия), мы далее отметили, что между двумя неравновесными системами, приведенными в тепловой контакт, также происходит тепловое взаимодействие. В конце главы мы кратко обсудили необратимость теплопереноса в том случае, когда он происходит между системами, температуры которых различаются на конечную величину. [c.81]

Теплоперенос 74 при переходе мен ду неравновесными состояниями 78 природа 74 Теплотворная способность 292, 397 высшая 296 низшая 296 [c.479]

Отметим, что зазоры и их величина в многослойных аэродромных покрытиях зависят от колебаний температуры внешней среды чем выше температура, тем больше колебание элементов покрытия, а следовательно, больше и зазор под ними. Таким образом, задача о теплопереносе в многослойных покрытиях сводится к задаче о взаимодействии системы неограниченных пластин с периодическим тепловым контактом. Поэтому для уточнения граничных условий на каждом этапе расчета необходимо совместное решение систем дифференциальных уравнений теплопереноса и деформированного состояния конструкции. Инженерный способ такого решения реализуется при помощи вычислительной модели температурного режима. [c.312]

При создании вычислительной модели использовался порядок решения системы дифференциальных уравнений теплопереноса, приведенный выше. Для реализации задачи о деформированном состоянии плит покрытия при тепловом воздействии был взят метод конечных элементов в перемещениях [170]. При этом многослойная конструкция покрытия рассматривалась в плоской постановке на основании Винклера с учетом возможного коробления конструкции [268]. Задача решалась методом последовательных приближений. На каждом этапе отбрасывались связи, дающие отрицательную (растягивающую) реакцию упругого основания. Процесс вычислений считался законченным, если в расчетной схеме отсутствовали растянутые связи покрытия с основанием. [c.312]

Из-за нелинейного характера столкновительного члена решение и анализ уравнения Больцмана связаны со значительными трудностями. В разд. 10 гл. III был исследован весьма частный класс решений, а именно максвелловские распределения. Смысл этих распределений ясен они описывают равновесные состояния (или несколько более общий класс состояний, характеризующихся отсутствием теплового потока и вязких напряжений). Для того чтобы описать более реальные неравновесные состояния, когда имеются вязкие напряжения и теплоперенос, приходится полагаться на приближенные методы. [c.181]

Ясно, что как процесс набухания, так и морозное пучение, будучи обусловлены миграцией влаги в порах грунта, развиваются во времени. Поэтому теория этих явлений должна основываться на закономерностях массо- и теплопереноса в пористой среде и предсказывать развитие напряженно-деформированных состояний в грунтах во времени. [c.221]

Как правило, опыты начинаются с достаточно высокой частоты вращения, когда жидкость в слое находится в состоянии квазиравновесия и тепловой поток близок к молекулярному. Тепловая конвекция за счет действия центробежной силы в условиях настоящего эксперимента пренебрежимо мала и не оказывает существенного влияния на теплоперенос. Граница смены режима конвекции определяется по критическому изменению закона теплопереноса. [c.15]

Большинство теплоизоляторов состоит из волокнистой, порошковой или пористой основы, заполненной воздухом. Термическое сопротивление теплоизоля-тора создает воздух, а основа лишь препятствует возникновению естественной конвекции воздуха и переносу теплоты излучением. Сама основа в плотном состоянии обычно обладает достаточно высокой теплопроводностью [>. 1Вт/(м-К)1, поэтому с увеличением плотности набивки минеральной ваты, асбеста или другого теплоизолятора их теплопроводность возрастает. С увеличением температуры коэффициент теплопроводности теплоизоляции также растет из-за увеличения теплопроводности воздуха и усиления теплопереноса излучением. [c.101]

Крайние (граничные) по концентрации формы существования дисперсных потоков — потоки газовзвеси и движущийся плотный слой. Истинная концентрация здесь меняется от величин, близких к нулю (запыленные газы), до тысяч кг/кг (гравитационный слой). Будем полагать, что простое увеличение концентрации вызывает не только количественное изменение основных характеристик потока (плотности, скорости, коэффициента теплоотдачи и др.), но — при определенных критических условиях— и качественные изменения структуры потока, механизма движения и теплопереноса. Эти представления оналичии режимных точек, аналогичных известным критическим числам Рейнольдса в однородных потоках, выдвигаются в качестве рабочей гипотезы [Л. 99], которая в определенной мере уже подтверждена экспериментально (гл. 5-9). Так, например, обнаружено, что с увеличением концентрации возникают качественные изменения в теплопереносе и что может происходить переход не только потока газовзвеси в движущийся плотный слой, но и гравитационного слоя в несвязанное состояние — неплотный слой, т. е. осаждающуюся газовзвесь. Это изменение режима гравитационного движения, связанное с падением концентрации, зачастую сопровождается резким изменением интенсивности теплоотдачи. Обнаружено существование критического числа Фруда (гл. 9), ограничивающего область движения плотного гравитационного слоя и определяющего критическую скорость, при которой достигается максимальная теплоотдача слоя. [c.22]

При захолаживании процесс теплового взаимодействия между стенкой сосуда и криогенной средой определяется газодинамикой потока (жидкости, газа), геометрией и физико-механическими характеристиками охлаждаемой поверхности, теплофизическими свойствами хладоносите-ля и некоторыми другими факторами. В процессе теплообмена происходит изменение агрегатного состояния криопродукта (кипение, испарение, конденсация). Процессы теплопереноса в потоке хладоносителя и в стенке сосуда взаимосвязаны, поэтому граничные условия на стенке сосуда заранее неизвестны. [c.85]

Второй специфической особенностью массо- и теплопереноса в капя- лярао-пористых телах является частичное заполнение влагой пор и капилляров тела, т. е. часть капилляров заполнена жидкостью или льдом, а остальная часть — парогазовой смесью. Количество влаги в том или ином состоянии в процессе массо- и теплопереноса изменяется поэтому при выводе уравнений переноса необходимо учитывать изменение коацентрации влаги в капиллярах тела. [c.49]

Приведенные положения о строении полимеров показывают, что в их структуре по сравнению со структурой низкомолекулярных веществ имеются существенные отличия. Несмотря на это в ряде работ [Л. 26—30] теплопроводность полимеров. по аналогии с низкомолекулярными веществами представляется как суммарный результат колебательных движений макромолекул (считается, что перемещение энергии колебаний в направлении, обратном вектору температурного градиента, протекает в основном вдоль главных валентных связей цепных молекул). Согласно этой модели связи ежду атомами и молекулами принимаются за систему элементарных тепловых сопротивлений (Л. 31—34], причем первичные химические связи имеют примерно в десять раз меньшее сопротивление, чем, скажем, ван-дер-ваальсовы связи. Теплоперенос от одного структурного элемента к другому в этом случае осуществляется путем медленного трансляционного, вращательного или колебательного движения некоторой гипотетической единицы полимерной цепи, ответственной за теплофизику полимера. Температурная зависимость теплопроводности полимеров в известной мере подтверждает эти положения. Так, например, с возрастанием температуры увеличиваются тепловые флуктуации макромолекул, и обусловленное этим снижение теплового сопротивления связей ведет к повышению теплопроводности пол1имера. Повышение теплопроводности прекращается по достижении температуры стеклования полимера. 6 области выше температуры стеклования, когда полимер переходит в высокоэластичное состояние, наблюдается. увеличение свободного объема в полимерной матрице, что приводит к повышению термического сопротивления и соответственно к понижению теплопроводности полимера. [c.32]

В настоящее время установлено, что теплопроводность полимеров в общем меньше теплопроводности низкомолекулярных твердых тел. Абсолютная величина теплофизических характеристик у аморфных полимеров всегда ниже, чем у кристаллических. Природу этого явления объясняют [Л. 26] тем, что у кристаллических полимеров, как структур с дальним порядком, механизм передачи колебаний более упорядочен и интенсивен по сравнению с неупорядоченной системой связи макромолекул аморфных полимеров. В то же время в области низких температур порядка 10— 100 К теплоемкость аморфных и кристаллических полимеров с одной и той же химической природой практически одинакова [Л. 41]. Такой температурный характер теплоемкости объясняется тем, что в указанной области температур колебательные движения цепей имеют одинаковую амплитуду в кристаллическом и аморфном состоянии. Инертность воздействия неупорядоченности структуры на процесс теплопереноса в области низких температур характерна и для низкомолекулярных соединений [Л. 35]. При повышении температуры возникают ангармоничные колебания значительной амплитуды с участием самых крупных структурных образований, которые имеют различную природу для аморфных и кристаллических полимеров. Температурная зависимость теплофизических характеристик аморфных полимеров в большинстве случаев носит немонотонный характер с экстремальной точкой в области температуры стеклования 1[Л. 44]. [c.33]

Литературные данные о коэффициентах переноса в газах при переходном вакууме очень ограничены и носят эмпирический характер. Поэтому были проведены теоретические исследования вопроса, в результате которых удалось получить обобщенные уравнения для коэ(Й>и-циентов переноса в газе (паре), жидкости и твердом теле. Оказалось, что эти уравнения не только объясняют особенности теплопереноса в топках, но и могут быть использованы для решения ряда актуальных задач теплофизики, газодинамики, приборостроения и вакуумной техники. В частности, на основе обобщенных уравнений построен критериальный метод расчета газодинамического сопротивления и теплообмена тел, обтекаемых дозвуковым и сверхзвуковым потоком разреженного газа, осу-щестблен расчет вакуумно-порошковой теплоизоляции и теплоэлектрических вакуумметров. Кроме того, на основе обобщенных уравнений проведен расчет непрерывного изменения коэ( ициентов переноса при изменении состояния вещества от газа в условиях глубокого вакуума до твердого тела, включая фазовые переходы (при. оценке переноса в жидкостях и твердых телах использована модель сжатых газов). [c.4]

Б е н а р а, при подогреве горизонтального слоя жидкости снизу (см. Бифуркация). При подогреве снизу плоского слоя жидкости развивается т. ы. конвективная неустойчивость, связанная с тем, что молекулярный теплоперенос не в состоянии обеспечить температурный баланс между нагретой нида. поверхностью и охлаждённой верх, поверхностью слоя. Всплывающий в результате действия архимедовой силы нагретый (более легкий) элемент жидкости вытесняет холодную жидкость, заставляя её двигаться вниз. В результате в слое устанавливается стационарное вращение элементов жидкости, к-рое при визуализации выглядит как структура упорядоченно вложенных роликов или валов. Ориентация валов в достаточно большом горизонтальном слое произвольна и зависит лишь от случайных нач. условий. Характерный масштаб зависит от толщины слоя II параметров жидкости. В жидкостях, где существенна зависимость параметров от темп-ры, существующие на нач. этапе развития неустойчивости валы с разл. ориентацией в результате эффекта взаимной синхронизации образуют связанное состояние — решётку с шестигранными ячейками. Возбуждения с любыми др. масштабами (отличными от наблюдаемого) подавляются в результате конкуренции. [c.412]

Перенос излучения наружу носит диффузионный характер, при к-ром фотоны многократно поглощаются и переизлучаются. Величина потока лучистой энергии внутри С. прямо пропорциональна градиенту темп-ры и обратно пропорциональна коэф. непрозрачности V, = 1/рЯ (р — плотность вещества), характеризующему способность газа поглощать и рассеивать излучение. Однако не на всём пути от центра к поверхности солнечная энергия переносится излучением. На расстоянии примерно 0,7 Дд от центра вещество становится конвективно неустойчивым, и выше этого уровня энергия переносится преим. турбулентными потоками вещества. В конвективной зоне темп-ра невелика по сравнению с темп-рой ядра. В результате увеличивается число электронов, находяпщхся в связанных состояниях в атомах водорода и др. элементов. Это ведёт к увеличению непрозрачности газа, большему сопротивлению диффузии излучения и возрастанию градиента темп-ры. Конвективная неустойчивость наступает, если аос. значение градиента темп-ры станет больше нек-рой критич. величины, называемой адиабатич. градиентом. Скорости конвективных потоков возрастают номере продвижения к поверхности от 10 см/с до 10 см/с. Вблизи поверхности С. на расстоянии 0,999 Л эффективность конвективного теплопереноса резко падает вследствие низкой плотности вещества. Здесь энергия вновь переносится излучением. Вероятно, этот верх, слой конвективной зоны ответствен за наблюдаемую грануляц. структуру поверхности С. [c.590]

Таким образом, приходим к выводу, что внутренний теплоперенос во влажных капиллярно-пористых телах зависит от форм связи и состояния влаги, поглощенной телом. При этом кондуктивный характер теп-лопереноса сохраняется при поглощении телом адсорбированной влаги. Появление же капиллярной влаги iB ми-кропорах тела резко изменяет характер теплоперено-са в теле за счет явления термоградиентного влагопе-реноса. [c.25]

Теоретические основы процесса образования пленок и покрытий при термораспаде металлорганических соединений развиты Домрачевым с сотрудниками [33]. Показано, что осаждение покрытий из паровой фазы является сложным многостадийным процессом, включающим стадии, которые контролируются явлениями массо- и теплопереноса, адсорбции и десорбции, собственно стадию химической реакции термораспада металлоорганических соединений, а также стадии формирования твердой фазы и кристаллизации. Отмечено, что образование слоистых и столбчатых структур, так же как и рост крупных и нитевидных кристаллов, есть проявление нелинейных кинетических закономерностей в условиях, далеких от термодинамического равновесия. В таких случаях возникает неравновесная термодинамическая устойчивость металлорганического соединения по отношению к процессу распада, однако эта устойчивость соответствует достижению системой стационарного состояния, которое в общем случае может не быть устойчивым во времени и пространстве. Это состояние названо динамически устойчивьш неравновесным состоянием [c.29]

При завершении курса я прошу студентов выполнить два проекта. Каждый проект заключается в применении вычислительной программы к важной задаче, выбранной студентом самостоятельно. Отчет по проекту включает в себя описание задачи, программную реализацию, результаты и комментарии к ним. Окончание курса доставляет мне особое удовольствие — я вижу интересные работы, выполненные студентами. За четыре года студенты применили программу ONDU T к решению ряда различных задач, в том числе задач теплопереноса в цилиндрах двигателя, теплового состояния зарытых в землю кабелей, тепловых процессов в изоляции стен зданий, охлаждения электрических цепей, течения около наборов стержней или трубок, распространения влаги в гранулированных средах, охлаждения анода при дуговом разряде. Во многих случаях работы, выполненные в рамках этого курса, послужили основой диссертаций или журнальных статей. Выбирая примеры и задачи для данной книги, я использовал плодотворные идеи, которые почерпнул у самих студентов. [c.14]

В области V, где сосуществуют два устойчивых конечно-амплитудных режима, тепловой поток через слой, естественно, зависит от типа реализующегося режима течения. Зависимость числа Нуссельта от угла наклона представлена на рис. 28 для двух надкригических значений числа Грасгофа. Как видно, эта зависимость неоднозначна. Верхние сплошные кривые соответствуют ячеистому режиму, нижние — вихревому штриховые линии изображают неустойчивые (седловые) состояния. Переход между двумя сосуществующими режимами по мере изменения угла наклона имеет гистерезисный характер. Оба режима приводят к увеличению тепло-потока по сравнению с молекулярным, соответствующим плоскопараллельному течению. Ячеистый режим, как видно, обеспечивает значительно более интенсивный теплоперенос, чем вихревой. Это объясняется более высокой скоростью поперечного течения в ячеистом режиме. [c.55]

При выводе уравнений (5.6), (5.7) сделаны следующие допущения 1) пар и газ в зоне конденсации имеют четкую границу раздела 2) гидравлическое сопротивление парового потока пренебрежимо мало 3) неконденсирующийся газ подчиняется уравнению идеального газа 4) тепло вдоль тепловой трубы переносится только паром 5) рассматривается стационарное состояние. Из уравнений (5 6) и (5.7) можно видеть, что наличие неконденси-р ющегося газа всегда уменьшает изменение температуры тепловой трубы при изменении теплопереноса, так как множитель (1+5)- всегда меньше единицы, поскольку 5 — положительная величина. Для улучшения термической стабилизации необходимо увеличить параметр 5. Это можно сделать несколькими способами во-первых, иметь как можно больший газовый объем при наименьшей площади границы раздела между паром и газом, тогда изменение величины й ( пУг)1(1х б>дет минимально, во-вторых, увеличить интенсивность теплосъема в зоне теплоотвода, т. е. увеличить dQ dx, изменить температуру газа. [c.126]

Выполнено численное моделирование конвекции вблизи термодинамической критической точки в квадратной области с боковым подогревом на основе уравнений Навье-Стокса сжимаемого газа с уравнением состояния в форме Ван-дер-Ваальса. При сравнении околокри-тической жидкости и совершенного газа с параметрами, равными реальным параметрам среды вблизи критической точки, получено, что динамика двух сред качественно различается при развитии конвекции, однако в установившемся течении характеризуется определенным подобием. Рассмотрено влияние определяющих безразмерных параметров на характеристики стационарного течения и теплопереноса. [c.143]

В окрестности критической точки среда не является совершенным газом и характеризуется аномальным ростом сжимаемости, теплоемкости при постоянном давлении и резким замедлением тепловой диффузии [10, 11]. В динамике такой среды появляются новые черты, в частности теплоперенос может осуществляться в результате поршневого эффекта (piston effe t), который обеспечивает быстрый равномерный рост температуры внутри области. Первоначально этот эффект наблюдался экспериментально [12], а затем был обоснован теоретически [13] и получен численно [14-19]. Моделирование околокритического тепломассопереноса в двумерных областях выполнялось в [16-19], где рассматривался нагрев только одной боковой границы с условием адиабатичности на других границах при установлении решения в таких условиях движение затухало и среда стремилась к состоянию термодинамического равновесия. В [18] наряду с тепловой гравитационной конвекцией рассматривалось осредненное конвективное течение в поле осциллирующих массовых сил, в [19] использовалось уравнение состояния вириального типа с различными коэффициентами. По численному исследованию околокритической конвекции в классической постановке (обе боковые границы изотермические), представляющей интерес в связи с существованием стационарного конвективного течения, хорошо изученного в совершенном газе [1-9], в литературе представлено лишь краткое сообщение с описанием отдельного варианта [20]. [c.143]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...