Конвекция между цилиндрами

Пусть он одет тканью J, которая в одном случае плотно к нему прилегает, а в другом находится от него в некотором расстоянии, так что поверхность цилиндра отделена от ткани воздушным слоем в несколько миллиметров. Предположим, что цилиндр обдувается ветром, имеющим направление W. В таком случае между а и Ь установится разность давлений, в силу которой воздух, входящий в а и уходящий КЗ Ь, вызовет отвод тепла конвекцией между цилиндром А и тканью J. По мере уменьшения величины воздушного слоя его сопротивление проникновению воздуха возрастает и вместе с тем понижается конвективный отвод тепля. Наоборот, в первом случае — плотного прилегания ткани к цилиндру — практически не образуется никакого воздушного потока воздухопроницаемость ткани перестает играть роль, на первое место выступает ее тепловое сопротивление. [c.341]

Развитие свободной конвекции в ограниченном пространстве (глухой цилиндр, трубная система, щель и т. п.) зависит от формы тела и от распределения температуры по его отдельным элементам. Так, например, при свободной конвекции между двумя плоскопараллельными длинными пластинами на обеих пластинах может поддерживаться одинаковая температура или одна из пластин может быть нагрета больше, чем другая. Развитие свободной конвекции в обоих случаях, очевидно, не будет одинаковым. [c.221]

Значительно более изученными являются случаи течения Куэтта между вращающимися цилиндрами, свободной конвекции между параллельными плоскостями и течения Пуазейля между параллельными плоскостями, для которых линейная теория возмущений может быть доведена до вполне окончательных результатов (см. выше пп. 2.6—2.8). Поэтому на вопросе [c.146]

Для уменьшения потерь тепла за счет конвекции и излучения пространство между образцом и охранным цилиндром заполняется тепловой изоляцией. Этот способ защиты был, например, использован в приборе [Л. 5] для измерения теплопроводности сталей до 730° t. [c.32]

Метод коаксиальных цилиндров. Исследуемое вещество (жидкость, газ) располагается в кольцевом зазоре между коаксиальными цилиндрами. Радиальный тепловой поток проходит от внутреннего цилиндра, в полости которого установлен основной нагреватель, через слой исследуемого вещества к внешнему цилиндру. Для устранения конвекции толщина исследуемого слоя в кольцевом зазоре должна быть достаточно мала (0,3— [c.304]

Для систем, имеющих цилиндрическую симметрию, = Гг/гх — отношение радиусов. Форма записи (1), не учитывающая симплекса по-видимому, может успешно применяться для обобщения опытных данных по конвекции в слоях, заключенных между коаксиальными цилиндрами, когда величина близка к единице, и в исследуемом слое при отсутствии конвекции практически имеет место линейное распределение температуры. Однако, как справедливо отмечается в [2], законность использования этих обобщений на случай метода нагретой нити, когда величина r /ri имеет уже совсем иной порядок, отнюдь не очевидна. [c.49]

Вопрос о теплоотводе от дуги через конвекцию, который значительно сложнее хорошо разработанного вопроса о конвективном охлаждении твердых тел, пытались решать, рассматривая дугу, как твердый цилиндр [Л. 5-7, 5-8]. Однако уже в первой из упомянутых работ была указана серьезная разница между условиями конвекции около твердого тела (например, цилиндра) и в дуге. В случае твердого тела скорость конвективного движения у его поверхности равна нулю, затем она возрастает до некоторого максимума, после которого падает. В случае дуги получается совершенно иная картина. На оси дуги скорость движения максимальна, потом она падает, сначала медленно, а затем быстро. Зависимость скорости движения воздуха в дуге и около нее показана на рис. 5-11, а по данным работы ]Л. 5-7]. Радиус дуги был в этом случае равен 0,7 см. Аналогичную зависимость можно получить по данным работы [Л. 5-9]. Она приведена на рис. 5-11, б. [c.135]

Возникает сложная проблема определения реализующегося в действительности горизонтального масштаба периодических движений, а также их структуры. Эта проблема (упорядоченные структуры, возникающие в результате неустойчивости основного состояния) не составляет специфики только конвекции в горизонтальном слое, подогреваемом снизу. Аналогичная задача отбора надкритических движений возникает при исследовании других ситуаций, среди которых назовем устойчивость плоскопараллельных потоков и кругового течения Куэтта между вращающимися цилиндрами устойчивость поверхности раздела, в частности, поляризующихся жидкостей во внешних полях устойчивость фронта пламени различные виды поверхностной турбулентности и т. д. [c.146]

Наиболее сложные картины движения, содержащие многочисленные дислокации и границы между системами валов с различной ориентацией, наблюдаются в процессе установления при естественном возбуждении конвекции в слоях с цилиндрической границей. Процесс установления стационарного состояния оказывается весьма длительным. В некоторых экспериментах вообще не удавалось получить стационарное движение [81. Следует отметить, однако, что с помощью искусственно накладываемого граничного возмущения в эксперименте удается сформировать регулярное движение в виде системы концентрических валов. При не слишком большом отношении радиуса цилиндра к высоте осесимметричная структура сохраняется после снятия граничного возмущения. Интересно, что условие замкнутости радиального потока однозначно определяет волновое число осесимметричного движения в цилиндрической полости [82. [c.270]

Наиболее детальные иллюстрации перечисленных выше сценариев были получены при специальных измерениях потери устойчивости кругового течения Куэтта (в зазоре между двумя коаксиальными вращающимися цилиндрами) и нагреваемого снизу слоя жидкости (развития термической конвекции). [c.139]

Работа такого холодильника ничем по существу не отличается от рассмотренных ранее компрессорных систем. Испаритель, выполненный из двух сваренных листов нержавеющей стали со штампованными каналами для прохода фреона, помещен в холодильной камере. Из коллектора-испарителя парообразный фреон через отсасывающую трубку поступает вначале в кожух компрессора, а потом через всасывающий глушитель в цилиндр компрессора. Сжатый фреон через глушитель нагнетания подается в конденсатор с сильно развитой поверхностью охлаждения, представляющий собой трубчатый змеевик. Охлаждение конденсатора достигается за счет теплоотдачи окружающему воздуху при естественной конвекции. Сжиженный фреон через фильтр и капиллярную трубку поступает в испаритель. Капиллярная трубка установлена для того, чтобы создать необходимый перепад давлений между полостями высокого и низкого давления, т. е. выполняет роль дросселя. В дальнейшем цикл повторяется снова. [c.383]

При разработке конструкции экснериментальной установки было обращено внимание на обеспечение равномерного по длине установки поля температур, концентричности цилиндров, на возможность контроля за отсутствием конвекции в исследуемом слое и на обеспечение наиболее точного измерения температуры корпуса и ядра. Внутренний цилиндр (фиг. 2) состоит по длине из трех частей, теплоизолированных друг от друга. Средняя часть — ядро 1 — установки находится в строго равномерном по длине поле температур. Ядро имеет торцовые компенсационные цилиндры 2 того же радиуса. Ядро соединено с компенсационными цилиндрами тонкими (толщиной 0,5 мм) кольцевыми стенками <3, сваренными между собой. Герметичные стенки, соединяющие цилиндры, необходимы для защиты измерительных термопар от исследуемого вещества — воды. [c.149]

При неподвижном металле теплообмен между верхней и нижней поверхностями цилиндра осуществляется теплопроводностью. Движение металла сопровождается конвекцией, которая увеличивает интенсивность теплообмена. Будем учитывать конвекцию введением слагаемого в выражение для эффективного коэффициента теплопроводности [c.218]

Р. Мартинелли и Л. Болтер [171], исследуя теплообмен в условиях естественной конвекции между цилиндром, совершающим вертикальные колебания частотой до 40 гц, и водой, установили при Не > 7000 существенное влияние этих колебаний на интенсивность теплоотдачи. При Ке = ГО скорость теплоотдачи возрастает в 4 раза. [c.67]

Классические исследования Креусольда по теплообмену при естественной конвекции между коаксиальными цилиндрами показывают, что конвекцией можно пренебречь при условии, когда произведение Gr Рг< <1000 [5]. Чтобы избежать возможного влияния краевых эффектов, зазор между нагревателем и холодильником брался малым, равным 0,0589 см. [c.106]

Б статье [139] рассмотрена теплопередача в цилиндре с учетом передачи тепла излучением и конвекцией между движущейся лучепрозрачной средой и боковой поверхностью цилиндра. Коэффициент теплопередачи конвекцией принят постоянным. [c.229]

Цибланд и Бартон [255] определили теплопроводность аргона в диапазоне температур 93,3—196,1° К и давлений 1 —120 атм. Чистота исследованного аргона составляла 99,95%. Экспериментальные данные представлены для И изобар в таблице и на графике. В работе [255] приведено для аргона 120 значений Я, из которых примерно половина относится к области жидкости подавляющее большинство значений X, приведенных в таблице, получено осреднением данных 2—7 измерений, отличающихся от среднего значения в пределах 1 %. Разность температур между цилиндрами лежала в пределах 0,54—6,7 град. Опыты при различных А/ показали, что при критическом давлении и температурах ниже 148° К конвекция не возникала. При давлении л 1,5 в интервале температур 158— 165° К некоторые опытные значения X оказались завышенными вследствие влияния конвективного теплообмена, но в области более высоких давлений изменение перепада температур не влияло на коэффициент теплопроводности. [c.214]

Когда расстояние между цилиндрами мало и они вращаются в одном направлении, то существует аналогия между рассматриваемой задачей и задачей тепловой конвекции, происходящей вследствие разности температур (см. гл. 7). Существование этой аналогии было предположено Лоу и Тэйлором и доказано математически Джефрисом (1928). Джефрис нашел, что имеет место полная аналогия, -если в тепловой задаче жидкость находится между двумя бесконечными твердыми проводящими пластинками, расположенными сверху и снизу. В других случаях также получаются уравнения (2.2.10), но с иными граничными условиями. [c.33]

Опытный образец простой геометрической формы (например, в виде пустотелого цилиндра) помещается в толстостенный кожух, внутренние размеры которого мало отличаются от внешних размеров образца. В небольшом зазоре между ними создается низкое давление среды, в которой перенос теплоты за счет теплопроводности и конвекции отсутствует. Система образца с блоком нагревается с постоянной скоростью ( //<3t= onst). [c.387]

Влияние акустических колебаний на теплоотдачу цилиндра диаметром 19 мм в условиях вынужденной ламинарной конвекции приведено в работе [50]. Цилиндр обдувался потоком воздуха, направленным снизу вверх со средней скоростью Wq = Зн-4,5 м/с, что соответствовало осредненному по времени числу Reo = = о = 500-7- 10 750. Перепад температур между поверхностью цилиндра и потоком воздуха Т —Тf) составлял 1— 170° С, уровень звукового давления (УЗД) 130—150 дБ, что соответствовало относительной амплитуде колебания г = AuIuq == = 0,16- 2,5. На рис. 34 представлены результаты опытов по относительной теплоотдаче К = NUj/NUq (NUj, Nuq — соответст-ственно среднее по времени и стационарное число Нуссельта) в зависимости от среднего числа Рейнольдса Re и уровня звукового давления для двух значений (1100 и 1500 Гц) частот акустических колебаний. Из приведенных данных следует, что акусти- [c.121]

Точные решения задач динамики газа были ранее малочисленны. Отметим принадлежащее Л. Г. Степанянцу точное решение плоской задачи о движении вязкого газа вокруг вращающегося цилиндра и в полости между вращающимися цилиндрами без ограничительных допущений об изотермичности движения и без отбрасывания инерционных членов, а также численное исследование свободной конвекции газа в плоской прямоугольной области, опубликованное В. И. Полежаевым [c.648]

Может оказаться, что при этом одновременно будет а (Rei r) = ==0, так что и в целом X (Rei r)=0, значит, A t) = и и(х, t) = = fo(x), т. е. возмущенное поле скорости Uo(x)+u(x, /)=uo(x)-b + fo(x) описывает новое стационарное течение тогда говорят, что при Re = Rei r происходит бифуркация смены устойчивости. Такая бифуркация наблюдается, например, при развитии термической конвекции в слое жидкости, подогреваемом снизу (где из состояния покоя uo(x)=0 сначала образуется стационарная конвекция в виде роликов или ячеек Бенара), а также в течении Тэйлора,, т. е. круговом течении Куэтта между двумя коаксиальными вращающимися цилиндрами (где из стационарного ламинарного течения образуются стационарные тороидальные роликовые вихри Тэйлора). Эти течения мы подробно рассмотрим ниже. [c.97]

Советские исследования по динамике вязкой жидкости при малых и средних значениях чисел Рейнольдса относятся главным образом к внутренним задачам движениям между вращающимися цилиндрами, гидрогазодинамической теории подшипников и подвесов, движениям в каналах с плоскопараллельными стенками при наличии внезапного расширения сечения канала и углублений в его стенках, к задачам распространения вязких струй в пространстве, затопленном той же жидкостью, а также к задачам тепловой конвекции. При решении этих задач использовались как разнообразные аналитические методы (разложения в ряды по малым параметрам, асимптотические разложения), так и приемы непосредственного интегрирования уравнений на ЭЦВМ. [c.511]

Основные области применения нефтяных электроизоляционных масел масляные трансформаторы и выключатели, конденсаторы, изоляторы высокого напряжения, силовые кабели. В трансформаторах, выключателях и конденсаторах масло является диэлектриком, пропитывающим бумажную изоляцию и заполняющим пространство между отдельными конструктивными элементами, масляные промежутки в этих конструкциях могут быть подразделены твердой барьерной изоляцией. В изоляторах высокого напряжения в зависимости от их конструкции масло образует обычно бумажно-масляную или масляно-барьерную изоляцию в сочетании с бумагой или с бумажно-смоляными твердыми цилиндрами и служит заливочным материалом. В силовых трансформаторах, выключателях и конденсаторах масло обычно заливается в металлические кожухи, в изоляторах — в фарфоровые покрышки (рубашки), Наряду с выполнением чисто электроизоляционных функций, Б маслозаполненных конструкциях масло выполняет также функции охлаждающей среды. Омывая горячие части (обмотки, магнитопровод), масло нагревается, и благодаря конвекции происходит отдача тепла через стенки кожуха в окружающую среду. [c.104]

В цилиндре с поршнем. Если каким-либо образом воздуху сообш,ается теплота так, что это происходит в момент наибольшего сжатия (когда температура воздуха за счет сжатия повышается), и теплота отнимается в момент наибольшего разрежения (когда температура воздуха за счет разрежения понижается), то ясно, что колебания этого столба воздуха будут усиливаться (или поддерживаться). Если в какой-то момент в трубе с сеткой возник звук, то его поддержание связано с передачей тепла от нагретой сетки стоячей волне. Передача происходит вследствие переменного движения воздуха через сетку вверх и вниз (акустическое смещение) и постоянного движения вследствие конвекции (снизу вверх). Когда акустическое смещение направлено вниз, конвекция ухудшена за счет этого воздух вблизи сетки нагревается больше и давление (и без того большее атмосферного на величину звукового давления) увеличивается. Наоборот, через половину периода акустическое смещение направлено вверх и способствует конвекции. Сетка нагревает среду меньше, чем если бы не было звука. Поэтому в разрежения передается меньше тепла. Как пишет Рэлей Переменная передача тепла зависит от колебательного движения, между тем как эффект передачи зависит от изменения давления. Сетку поэтому следует помещать там, где оба эффекта заметны, т. е. не вблизи узла и не вблизи пучности, наиболее благоприятное положение, — это на расстоянии четверти длины трубы от нижнего конца . [c.266]

Любой теплообмен между образцом и калориметрическим веществом должен осуществляться таким образом, чгобы изменение температуры (измеряемая величина) было по возможности максимальным. Массивные калориметры наиболее полно удовлетворяют этому требованию. В этих приборах калориметрический сосуд идентичен калориметрическому веществу (калориметрический блок). Потери теплоты вследствие излучения, теплопроводности и конвекции можно свести к минимуму путем разработки конструкции прибора, обеспечивающей наименьший теплообмен. Например, внешнюю поверхность блока калориметра полируют, а металлический блок помещают в сосуд с двойными стенками (термостат), внутреннюю поверхность которого также полируют. В качестве жидкости для термостата можно использовать воду. Кроме того, между блоком и термостатом может быть воздух (или вакз м). Ва-куумирование исключает любые потери тепла путем конвекции и теплопроводности. Аналогичный результат получают и при достаточно тонком слое воздуха между блоком и термостатом, если между ними установлена дополнительная защита от конвекции — тонкостенный полый металлический цилиндр, полированный с обеих сторон. [c.96]

Основной особенностью задач разбираемого сейчас типа является образующееся из-за нелинейности уравнений несоответствие между направлениями линий тока внутри пограничного слоя и во впещнем потоке. В то время как во внешнем безвихревом потоке имеет место простое сложение векторов скорости продольного и трансверсального потоков, внутри пограничгюго слоя, где движуще управляется нелинейными уравнениями (конвекция ), такой простой суперпозиции потоков уже пет. Разница между направлениями течений вне и внутри пограничного слоя позволяет говорить о наличии в этом случае в пограничном слое некоторых вторичных течений. В подавляющем числе задач о трехмерных пограничных слоях основное значение приобретает разыскание этих вторичных течений. В той простейшей задаче, которая сейчас будет рассмотрена, вторичные течения также существуют и будут определены. Рассмотрим задачу о пространственном пограничном слое вблизи лобовой критической линии разветвления набегающего на цилиндр потока, вдоль которой 7 = 0. На цнлиндре бесконечного размаха критическая линия располагается по образующей цилиндра, а положение ее зависит от контура нормального сечения цилиндра, от угла атаки, циркуляции. Для дальнейшего важно лишь, что, располагая начало координат на критической линии, будем иметь продольную U и трансверсаль[1ую W скорости tia вненшей границе пограничного слоя равными (с >0 — константа, зависящая от формы носка крыла и угла атаки) [c.601]

Некоторые экспериментальные данные, по-видимому, подтверждают модель Рюэля—Тэкенса. Так, в спектрах мощности появляется сначала одна, затем вторая и, возможно, третья независимая частота. На пороге появления третьей частоты внезапно возникает широкополосный шум, который свидетельствует о переходе к хаотическому движению. Экспериментально исследовались как вихри Тейлора в жидкости между вращающимися цилиндрами [125], так и конвекция Рэлея—Бенара [5]. На рис. 7.32 из популярной статьи Суинни и Голуба [396] показаны спектры скорости жидкости для течения Куэтта (слева) и для конвекции Рэлея—Бенара (справа). В обоих случаях перед переходом к непрерывному спектру наблюдается сначала одна, а затем две независимые частоты и /з. Однако это зависит, вообще говоря, от начальных условий и иногда частоты/i и /а оказываются синхронизованными ). В другом эксперименте по течению Куэтта [158] наблюдались по крайней мере четыре независимые частоты. Это указывает на то, что переход к турбулентности происходит не всегда после двух бифуркаций Хопфа, как в модели Рюэля—Тэкенса. [c.481]

Выше мы рассмотрели два примера применения метода возмущений к исследованию гидродинамической устойчивости. Однако с точки зрения экспериментатора или инженера оба эти примера являются довольно, специальными. Значительно более удобными для экспериментальной проверки и важными для приложений являются случаи течения в круглой трубе и обтекания плоской пластинки (которым именно поэтому и было уделено основное внимание в начале настоящего параграфа). И если тем не менее в качестве иллюстрации метода возмущений прежде всего были рассмотрены течение между вращающимися цилиндрами и свободная конвекция в слое между двумя плоскостями постоянной температуры, то это объясняется тем, что в указанных двух случаях (по-видимому, из-за наличия дополнительных сил — центробежной в первом случае и архимедовой во втором) метод возмущений приводит к относительно простым задачам на собственные значения, позволяющим получить вполне законченные результаты. Что же касается до течений в трубах и в пограничном слое, то здесь применение метода возмущений наталкивается на очень значительные трудности, которые до сих пор никак еще нельзя считать полностью преодоленными. [c.113]

Теплообмен между нагретыми газами и стенками цилиндра осуществляется теплопроводностью, конвекцией и лучеиспусканием. Тенловоспринимающая поверхность цилиндра образуется поверхностями внутренних стенок цилиндра, днища поршня, головки цилиндра и клапанов. Изменение температуры газов и величины поверхности цилиндра, соприкасающейся с горячими газами, вследствие движения поршня приводит к зависимости теплообмена от времени. Кроме теплоты, уносимой с.поверхности цилиндра, некоторое количество теплоты отводится от поверхностей вне цилиндра от поверхности выпускного канала, проходящего через головку цилиндра, и в некоторых конструкциях от поверхности охлаждаемого выпускного трубопровода. Большая часть теплоты, воспринимаемая неохлаждаемым поршнем от газов, отводится от газов в стенки цилиндра через кольца и юбку поршня, а при охлаждаемом поршне маслом (или водой) в специальный холодильник, Через стенки цилиндра, а при наличии охлаждения и через поршень отводится также теплота, возникающая вследствие трения поршня в цилиндре и составляющая 60—70% теплоты, эквивалентной всей работе трения в двигателе. [c.237]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...