Поток тепла в разреженном газе

Поток тепла 171, 176 --в разреженном газе 239 [c.292]

Власов В. И., Расчет методом Монте-Карло потока тепла между параллельными пластинами в разреженном газе, Ученые записки ЦАГИ, 1, № 4, 46—51 (1970). [c.434]

Лыков А. В., Васильев Л. Л. Тепло- и массообмен капиллярнопористых тел при обдувании их потоком разреженного газа. — В кн. Тепло- и массообмен при низких температурах. Минск, Наука и техника , 1970. [c.474]

На рис. 78 показана схема установки для ионного азотирования. В разреженном пространстве между катодом (деталью) и анодом (вакуумный контейнер) возбуждается тлеющий разряд Б среде газа, содержащего атомы и ионы азота. В качестве насыщающей атмосферы используют аммиак из баллонов, смесь азота с водородом или тщательно очищенный от кислорода азот. При возбуждении тлеющего разряда к поверхности детали (катоду) устремляется поток положительно заряженных ионов азота. При ударах ионов о катод выделяется тепло, за счет которого происходит разогрев поверхности детали. [c.106]

Тензор напряжений состоит из двух частей. Первая часть представляет гидродинамический перенос импульса и выражает, таким образом, силу, действующую на элемент поверхности, через которую перемещаются молекулы. Этот член не зависит от плотности. Вторая часть выражает непосредственный вклад внутренних сил. Для идеальных газов этот член равен нулю как правило, его роль возрастает при увеличении плотности системы. Аналогичным образом поток тепла также можно разделить на две части, причем вторая часть выражает перенос энергии в результате непосредственного действия внутренних сил. В теории разреженных газов Чепмена—Энскога члены, учитывающие непосредственные вклады внутренних сил, не рассматриваются. [c.223]

Из полученных результатов видно, что эксплуатационный режим работы горелки, соответствующий нормальному разрежению в топке 2 мм вод. ст., не совпадает с оптимальным, что указывает на сложность первоначальной наладки горелки. Уменьшение тяги приводит к росту потерь тепла с химическим недожогом газа, несмотря на некоторое повышение коэффициента избытка воздуха. Это является следствием чрезвычайно вялого смесеобразования в щели горелки при отсутствии турбулизации потока воздуха. Имеющийся кислород не успевает вступить в реакцию горения газа и уходит из зоны горения неиспользованным. Повышение химического недожога с увеличением тяги объясняется тем, что при этом из-за большой скорости газовоздушной смеси в щели горелки реакция горения не завершается вблизи огнеупорных стенок щели и часть смеси проскакивает в пространство топки, где температура уже недостаточна для продолжения горения. [c.76]

Передачу тепла конвекцией усиливают искусственно при помощи внешних побудителей 1) насосов, подающих под давлением жидкость по трубам 2) компрессоров, подающих газ под давлением в газопроводы 3) вентиляторов, подающих под давлением воздух в газовые горелки и низконапорные воздушные форсунки или в воздухоподогреватели и далее в топки котельных агрегатов 4) дымососов, создающих разрежение в газоходах котельного агрегата и обеспечивающих таким образом вынужденное движение по газоходам образующихся при сгорании топлива газообразных продуктов и удаление их в атмосферу. Поток жидкости и газов по трубам, каналам и т. д., происходящий благодаря какой-либо внешней по- [c.32]

Основным недостатком современных туннельных печей является перепад температур по высоте рабочего канала, что связано с горизонтальным потоком горячих газов и воздуха по длине печи. Наибольший перепад температур наблюдается в зоне подогрева, в которой расходуется большое количество тепла на нагрев входящих вагонеток, а также создается максимальное разрежение, приводящее к подсосу холодного воздуха. Для снижения температурных перепадов по высоте печного канала используют рециркуляцию газов и воздуха в зонах подогрева и охлаждения, а также в отдельных случаях устанавливают вентиляторы из специальной стали, приводимые в движение от индивидуальных электродвигателей, вынесенных за пределы печи. Наиболее эффективным мероприятием является уменьшение высоты печного канала, однако это приводит к снижению производительности печи. . [c.139]

При внешней рециркуляции газов последние отбираются за пределами рабочего пространства печи и возвращаются в топку или в рабочую камеру печи при помощи вентилятора или за счет разрежения, создаваемого газовыми горелками (рис. 48). В печи при этом наблюдается циркулирующий газовый поток, к которому для возмещения расхода тепла добавляется некоторое количество свежих топочных газов с высокой температурой. Такое же количество газов (по массе) должно при установившемся режиме отводиться от [c.148]

В аэрономических исследованиях при моделировании процессов тепло- и массопереноса удобно гшеть подобные определяющие соотношения в виде соотношений Стефана-Максвелла, в которые, вместо многокомпонентных коэффициентов диффузии (для которых кинетическая теория разреженных газов дает чрезвычайно громоздкие расчетные формулы), входят коэффициенты диффузии в бинарных смесях газов. Эти соотношения и соответствующее им выражение для полного потока тепла в многокомпонентной смеси получены в монографии методами термодинамики необратимых процессов с использованием принципа взаимности Онзагера-Казимира. Феноменологический вывод обобщенных соотношений Стефана-Максвелла обосновывает законность их использования с полу эмпирическими выражениями для бинарных коэффициентов диффузии (и коэффициентов термодиффузии), что важно с точки зрения практических приложений, [c.113]

Для плотных газов, жидкостей, твердых тел потоки неравновесных импульсов и энергий формируются преимуществеп-по не за счет диффузионного переноса массы, как в разреженном газе, а за счет сил взаимодействия соседних частиц. Соответствующие уравнения для напряжений и притока тепла нельзя получить из уравнений Больцмана. Для получепия этих уравнений сейчас ведется работа по моделированию множества частиц с потенциалом взаимодействия типа Лепар-да-Джопса. При этом уравнения должны появится в виде дробных степеней от операторов Лапласа и субстанциональной производной. [c.258]

Проблемы конвективного теплообмена при низких давлениях те же, что в обычной газодинамике и теплотехнике, осложненные, однако, дополнительными эффектами. Речь идет в конечном счете об определении количеств тепла, которыми обмениваются твердые поверхности различной формы с обтекающим эти поверхности потоком газа. Указанные количества тепла, отнесенные к единице площади и единице времени, будем называть удельными потоками тепла или.просто тепловыми потоками. После приведения к безразмерному виду i(Nu, St) тепловые потоки оказываются функциями многих безразмерных параметров, из которых в первую очередь надо назвать числа Рейнольдса Re, Маха М, энтальпийный фактор hw, коэффициент аккомодации а и коэффициент диффузного отражения о. Как известно, эффекты разреженности проявляются, начиная с некоторых значений числа Кнуд-сена Кп, представляющего собой отношение средней длины свободного пробега молекул к характерному линейному размеру. Эффекты разреженности прежде всего приводят к изменению условий на твердой поверхности обтекаемого тела вместо прилипания, т. е. непрерывного перехода температуры и скорости от значений в газе к значениям в теле, появляются скольжение газа и скачок температур у стенки. Что касается уравнений, описывающих процесс обтекания и теплообмена, то практически в настоящее время пользуются уравнениями Навье-Отокса. [c.36]

Для исследования локальных значений коэффициентов теплоотдачи были изготовлены специальные а-калориметры, представляющие собой вырезку из безграничной пластины. Точное решение для такой плапины с граничными условиями третьего рода [Л. 12] позволяет на основании опытных данных о ходе изменения температуры в какой-либо точке калориметра весьма точно определить значение коэффициента теплоотдачи. При разработке конструкции калориметра особенно было важным создать гарантию отсутствия заметных утечек тепла от него в окружающие тела. Использовавшиеся калориметры изготовлялись в виде круглых пластинок небольшой толщины (2—4 мм) из электролитической меди, свойства которой хорошо изучены. Толщина пластинок выбиралась из условия заметного изменения температуры в средней точке калориметра за небольшой промежуток времени. Диаметр калориметров выбирался из условия получения малых утечек тепла по сравнению с основным потоком тепла от газа, а также из условий размещения их в зоне плоского потока. Локальные калориметры изолировались от остальной части стенки с помощью тефлоновых колец шириной 1 мм и высотой 1 мм. Торцовая часть а-калориметра, противоположная той, которая обтекалась газом, выходила в вакуумную камеру, где находился сильно разреженный покоящийся газ. [c.465]

Из кинетических соображений следует, что в рассматриваемой части переходной области, соответствующей слабо разреженным газам, наряду с обычными линейными членами в выражениях компонент тензора вязких напряжений, векторов потока тепла и веществ, должны еще входить нелинейные комбинации производных скоростей по координатам (Д. Барнетт )). Отношение этих дополнительных членов к основным, соответствующим линейным законам, имеет как раз порядок величины M /Reoo или, согласно предыдущему, квадрата отношения 1/8 — длины свободного пробега к тшщ-ине пограничного слоя. [c.655]

Теоретический интерес к изучению волновых процессов в газах привел к открытию в середине XIX в. ударных волн. Нарушение симметрии акустических волн большой амплитуды отмечалось еще Стоксом (1848), который занялся впервые и вопросом о скачках плотности в потоке (1851). Вплотную к уравнениям на скачках подошел С. Ирншоу , но первое математическое gQ обоснование возможности возникновения скачков в потоке принадлежит Б. Риману , который обнаружил существование двух семейств волн (инварианты Римана) и использовал условия сохранения массы и количества движения на скачке. Однако Риман допустил олибку, приняв для газа при прохождении ударной волны адиабатическую зависимость р(р), что повлекло нарушение условия сохранения энергии на скачке. Вполне строгий (хотя и не очень четко изложенный) термодинамический подход к из5П1ению ударных волн дан В. Ренкином который получил полное решение задачи о скачках. В его работе отсутствуют, впрочем, некоторые важные следствия, которые, по сути дела, вытекают из его рассуждений и уравнений. Так, например, он ссылается на устное указание В. Томсона о неустойчивости ударной волны разрежения и не замечает, что из наложенного им условия баланса тепла в ударной волне следует при помощи очевидных термодинамических соображений невозможность существования ударных волн разрежения — факт, окончательно установленный только в 1904—1905 гг< Г. Цем-пленом. [c.80]

С научной точки зрения невозможность подобного процесса можно выразить, сказав, что энтропия бы уменьшилась. Можно доказать, что для того чтобы сделать возможным отрицательный скачок в потоке, тепло следовало бы передать от области с более низкой температурой позади волны разрежения в область с более высокой температурой против потока. Таким образом, скачок разрежения противоречит второму закону термодинамики. Скачок сжатия требует только нередачи тепла от более высокой температуры к более низкой и создает увеличение энтропии в газе, как это доказали Ранкин и Гюгонио. [c.129]

Термин молекулярный диффузионный перенос охватывает явления диффузии, теплопроводности, термодиффузии и вязкости. Эти явления описываются некоторыми частями уравнений сохранения массы, количества движения и тепла, приведенных в предыдущем параграфе (см. уравнения (2.1.57)-(2.1.60)). В каждое из этих уравнений входит дивергенция потока некоторой величины, связанной, хотя бы и неявно, с градиентами термогидродинамических параметров (так называемыми термодинамическими силами). Существуют два способа получения линейных связей определяющга соотношений) между этими потоками и сопряженными им термодинамическими силами, основывающихся на макроскопическом (феноменологическом) и кинетическом подходах. Кинетический подход связан с решением системы обобщенных уравнений Больцмана для многокомпонентной газовой смеси и до конца разработан только для газов умеренной плотности, когда известен потенциал взаимодействия между элементарными частицами (см., например, Чепмен, Каулинг, 1960 Ферцигер, Капер, 1976 Маров, Колесниченко, 1987)). Феноменологический подход, основанный на применении законов механики сплошной среды и неравновесной термодинамики к макроскопическому объему смеси, не связан с постулированием конкретной микроскопической модели взаимодействия частиц и годится для широкого класса сред. В рамках феноменологического подхода явный вид кинетических коэффициентов (коэффициентов при градиентах термогидродинамических параметров в определяющих соотношениях) не расшифровывается, однако их физический смысл часто может быть выяснен (например, для разреженных газов) в рамках молекулярно-кинетической теории Маров, Колесниченко, 1987) [c.85]

В направлении нормали к поверхности тела скорость уменьшается и у самой поверхности становится равной нулю. При этом механическая энергия движения переходит в тепловую. Этот (Процесс сопровождается обменом тепла и работой между смежными слоями газа. Обмен будет иметь место и в том случае, когда твердое тело, теплоизолировано и теплоотдача между телом и газом отсутствует. Ввиду этого частицы газа, непосредственно (прилегающие к поверхности неподвижного теплоизолированного тела, будут иметь температуру, превышающую температуру газа вдали от тела, однако в общем случае не равную температуре торможения. Такую же температуру будет иметь и теплоизолированное тело (скачок температуры на границе твердое тело—газ может иметь место только при сильно разреженном газе). Эта тем(пература называется собственной, адиабатической или равновесной. Таким образом, собственной называется температура, которую показывал бы неподвижный топлоизолированный термометр, находящийся в быстродви-жущемся потоке жидкости. Термометр показал бы термодинамическую температуру только в том случае, если бы он двигался вместе с газом. [c.233]

В проведенном рассмотрении неявно учтено, что фононы могут появляться и исчезать на концах образца. Это становится ясным, если попытаться применить те же рассуждения к разреженному классическому газу, в котором столкновения сохраняют истинный импульс. Такой газ, помещенный в длинный цилиндрический сосуд, не имеет бесконечной теплопроводности. Наши рассуждения оказываются в этом случае несправедливыми потому, что газ ве может проникать через концы сосуда, поэтому молекулы накапливаются на его концах и возникают диффузионные потоки, обращающие в нуль суммарный импульс. Хотя фононы способны отражаться от концов кристаллического образца, имеющего форму цилиндра, они могут также поглощаться на его концах, передавая свою энергию тепловым резервуарам. Поэтому мы вправе предполагать, что повсюду в образце существует стационарное раснре-деление с неравным нулю суммарным квазиимпульсом. Тепловой поток в кристалле в отсутствие процессов переброса похож на перенос тепла путем конвекции в газе, текущем чер№ открытый на концах цняиндр. [c.131]

При вихревой стабилизации дуги, применяемой в ряде конструкций резаков (плазмотронов), газ в область сопло — электрод подается не по направлению оси электрода, а по касательной к нему. При этом в центре потока газа образуется зона разрежения, через которую проходит дуга. Слои холодного газа центробежной силой прижимаются к стенкам канала сопла, изолируя его от тепла дуги и центрируя столб дуги по вертикальной оси сопла./ га получается более концентрированной и жесткой,, а ее диаметр уменьшается, что способствует получению более узкого реза. Газ подается тангенциально к дуге через вставку с канавками, направленными по касательной к центральному отверстию вставки. Вставки должны выдерживать напряжение до 2500 в и температуру до 1200° С. Материалом для вставок служит корундиз, содержащий в основе окись алюминия, или специальный материал из окиси магния и нитрида кремния. [c.224]

Т. к. здесь вследствие сравнительно незначительного повышения давления во время сжатия охлаждения обыкновенно не требуется, то на основании ур-ия (84а) мощность сжатия исчисляется в N = Вовремя начального периода расширения (процесс СС фиг. 59, Б и фиг. 67) теплопадение Н вследствие понижения давлё-ния в камере сгорания изменяется работа расширения отдельных составных частей газа исчисляется или на основании ур-ия (106) путем определения величины площади D. D. (фиг. 67) или же, в идеальном случае, более простым образом с помощью уравнения (108). Оста.71ьные части работы расширения в виду постоянства соответственного теплопадения отыскиваются легко. В виду переменного теплопадения Н кпд будет конечно ниже, чем при однообразном состоянии потока, т. к. лопатки данного рабочего колеса рассчитаны только на один определенный перепад тепла (на данную скорость). Как уже упоминалось выше, в турбинах с быстрым сгоранием имеется тоже возможность вместо раздельного сжатия и разрежения устроить сжатие заряда посредством газо сгорания и при этом по мере возможности стремиться к достижению идеального процесса, указанного на фиг. 60, Б. [c.153]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...