Теория подобия в теплопередаче

Теория подобия в теплопередаче [c.259]

ТЕОРИЯ ПОДОБИЯ В ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ [c.261]

I 3] ТЕОРИЯ ПОДОБИЯ В ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ 263 [c.263]

Значительные успехи, достигнутые теорией подобия в аэродинамике и теплопередаче, т. е. в областях, почти не поддающихся чисто математическому анализу, заставляют думать, что эти методы дадут плодотворные результаты и при изучении рабочего процесса ЖРД. [c.174]

Анализ выше приведенных уравнений теплопередачи показывает, что наиболее сложной для определения величиной является определение коэффициентов теплоотдачи а. как от нагревающего потока к стенке, так и от стенки к нагреваемому потоку. Рещение этой задачи можно осуществить на основе использования теории подобия (если имеется математическое описание процесса в виде дифференциальных уравнений и известны условия однозначности для рещения этих уравнений). В том случае, когда нет аналитического описания процесса теплопередачи, но имеется полный список размерных величин, существенных для изучаемого физического процесса, критерии подобия можно установить методом анализа размерностей величин, описывающих данный процесс. [c.106]

В развитие теплопередачи наряду с зарубежными исследователями большой вклад внесли русские ученые. Их труды до сих пор сохранили свое значение. Изучение вопросов теплообмена в нашей стране с 20-х годов возглавил акад. М. В. Кирпичев, придавший ему новое инженерно-физическое направление. Были разработаны оригинальные пути исследования сущности рабочих процессов и работы тепловых устройств в целом, что позволяло научно обоснованно решать многие инженерные задачи. Одновременно с этим была разработана общая методология исследований, обработки и обобщения опытных данных. Все имевшиеся данные по теплообмену были пересмотрены, уточнены и приведены в определенную систему. Большое развитие в нашей стране получила теория подобия, являющаяся по существу теорией эксперимента. На ее основе была разработана теория теплового моделирования технических устройств. [c.4]

Материал в книге расположен в порядке нарастания сложности обсуждаемых процессов с целью облегчения его усвоения читателем. Поэтому, например, комплексные процессы теплопередачи излагаются после описания элементарных видов теплообмена, а вопросы гидромеханики по мере надобности приводятся совместно с изложением отдельных задач конвективного теплообмена. В книге рассмотрены основные положения теории подобия и их приложение к изучению процессов переноса теплоты. В конце каждого раздела приводятся числовые примеры решения наиболее характерных задач. [c.3]

Теория теплопередачи разработана проф. А. А. Радцигом и акад. М. В. Кирпичевым. Последний является основоположником теории подобия и моделирования тепловых процессов, протекаю-ш,их в теплообменных аппаратах. В разработку теории теплопередачи крупный вклад внесли работники Всесоюзного теплотехнического института им. Ф. Э. Дзержинского и Центрального котлотурбинного института им. И. И. Ползунова. [c.11]

В наиболее общем виде свойства направляющей точки, а следова тельно и свойства температурного поля твердого тела, проявляются при анализе задачи методом теории подобия (с помощью критериев подобия). Для простоты рассмотрим вначале процесс теплопередачи через плоскую стенку в условиях стационарного режима. [c.27]

Невский А. С., Применение теории подобия к анализу явлений излучения в печах и топках, сб. Теплопередача и тепловое моделирование , Изд-во АН СССР, 1959. [c.389]

Некоторым преимуществом определения коэффициента теплоотдачи через К, вычисленного из (8), является тот факт, что применительно к расчету теплопередачи в теплообменниках такой подход дает более надежный результат, поскольку он автоматически учитывает неравномерность тепловых нагрузок и температур по поверхности нагрева. Однако в силу неадекватности физической картины конденсации при неравномерном теплоотводе и описания этого процесса с помощью средних значений данные по теплоотдаче, строго говоря, нельзя обобщать по теории подобия, т. е. они справедливы только для водяного пара в заданном диапазоне тепловых нагрузок. [c.237]

Используя теорию подобия, можно представить уравнения теплопередачи в виде уравнения связи критериев подобия, ха- [c.37]

Глубокое научное содержание и универсальный характер теории подобия привлекали к ней в разное время внимание многих выдающихся ученых, которые способствовали классической завершенности этой области знаний [25]. С помош ью методов теории подобия и моделирования решены многие проблемы аэромеханики, гидродинамики, теплопередачи и механики деформируемых тел [74, 11, 45, 2]. [c.45]

В последние годы теорию подобия применяют не только к простейшим физическим процессам, но и к работе сложных теплотехнических агрегатов, в которых происходит большое количество самых разнообразных процессов явления гидродинамики и горения, теплопередача конвекцией, теплопроводностью и излучением, диффузия, различные физико-химические явления. При этом возникает ряд особенностей, которые не охватываются классическими положениями теории подобия. Во многих случаях отсутствует естественное разделение величин на заданные и определяемые. Так, например, при нагреве какого-нибудь тела определяемой величиной может быть температура нагрева за [c.354]

Михаилом Викторовичем опубликовано в общем около 100 работ и четыре фундаментальных монографии — Теплопередача в котлах , Моделирование тепловых устройств , Теплопередача и Теория подобия . Однако только публикация работ никогда полностью не удовлетворяла Михаила Викторовича. Как инженер, он всегда беспокоился о внедрении результатов в промышленность. По-видимому, Михаил Викторович лучше, чем многие из ученых, учитывал, что действенное использование научных результатов в промышленности обеспечивается только в том случае, когда они усваиваются широким кругом инженеров в связи с этим, популяризации и пропаганде научных достижений он всегда придавал и придает первостепенное значение. Кроме публикации в печати, оп с искусством пропагандиста выступал па теплотехнических съездах и конференциях, на собраниях инженеров и техников, на семинарах и заседаниях, при личных беседах. Все, кто имел удовольствие слушать Михаила Викторовича, знают, что он — лектор прекрасный. И во всем этом, конечно, тоже не малая сила таланта нашего юбиляра. [c.251]

При изложении теплопередачи автор стремился отразить широкое проникновение этой лишь недавно сложившейся дисциплины в различные отрасли инженерной деятельности, особенно в технологию различных производств. Поэтому автор заканчивает книгу примерами приложения учения о теплообмене к такой важной области знаний, как технология металлов. Во второй части книги большое внимание уделяется теории подобия, которая органически входит в состав всех разделов теплопередачи. [c.7]

А. С. Невский считает, что включение в анализ методом теории подобия всех уравнений, описывающих процессы горения, теплопередачи и гидродинамики, нецелесообразно, так как из-за сложности получающейся системы дифференциальных уравнений появляется большое число второстепенных параметров, затрудняющих решение поставленной задачи [60]. Необходимо правильно подразделять изучение лучистого теплообмена на отдельные группы явлений, происходящих в печах, и изучать каждую из них в отдельности. Группы подразделяются между собой краевыми условиями. Например, при изучении работы мартеновских и нагревательных печей задача разбивается на изучение теплообмена излучением и нагрева металла теплопроводностью. [c.153]

Метод теории подобия заключается в том, что вместо выявления зависимости коэффициента теплоотдачи от многочисленных факторов устанавливается зависимость между группами (комплексами) величин. Эти комплексы величин получили название критериев подобия-, они обозначаются первыми двумя буквами фамилии исследователя, сделавшего своими работами вклад в науку по теплопередаче. С одним из таких критериев — критерием Рейнольдса — мы уже [c.67]

При конвекции передача тепла связана с молярным переносом жидкости или газа, что сильно усложняет явление этого вида теплопередачи. Количество тепла, передаваемого конвекцией, зависит от характера движения жидкой или газообразной среды ее плотности, вязкости и температуры состояния поверхности твердого тела величины температурного перепада между жидкостью и и газом и поверхностью и пр. Применение математического анализа в большинстве случаев ограничивается лишь составлением дифференциальных уравнений и установлением граничных условий. Решение этих уравнений возможно лишь для некоторых частных случаев и при целом ряде упрощающих предпосылок. Поэтому при изучении процессов конвективного теплообмена большое значение имеют эксперимент и обработка его результатов на основании теории подобия. [c.14]

В 20-е годы развитие учения о теплообмене в СССР возглавил академик М. В. Кирпичев, школа которого заложила основы теории подобия и ее приложения к вопросам теплопередачи. Советскими учеными были разработаны оригинальные и эффективные способы расчета процесса теплопроводности с помощью теории регулярного режима и метода элементарных балансов были предложены расчет конвективного теплообмена по методу теплового пограничного слоя, расчеты теплопередачи при кипении жидкостей и конденсации паров, расчеты различных случаев теплопередачи и, в частности, теплоотдачи перегретого пара при высоких давлениях, расчеты взаимной облученности тел в задачах радиационного теплообмена. Были разработаны также оригинальные методы экспериментального изучения процессов теплоотдачи и теплопроводности различных жидкостей, газов и водяного пара, определены их коэффициенты теплопроводности при высоких давлениях и температурах, составлены таблицы водяного пара и других рабочих веществ и разработаны нормы теплового расчета паровых котлов. Были разработаны также вопросы нестационарной теплопроводности, исследованы явления теплопередачи в двигателях внутреннего сгорания и теплообмена при изменении агрегатного состояния теплоносителя. [c.8]

Средние установившиеся температуры определяют по уравнению теплового баланса тепловыделение за единицу времени приравнивают теплоотдаче. При расчете теплоотдачи пользуются ее усредненными коэффициентами. Для решения более сложных тепловых задач (установления температурных полей в деталях машин, определения неустановившихся температур) используют методы, рассматриваемые в теории теплопередачи, в том числе методы подобия, комбинирования нз точных решений для элементов простых форм, методы конечных разностей и конечных элементов. [c.18]

Эти комплексы величин получили название критериев подобия, и каждый из них имеет свое обозначение. Обычно принято критерии подобия обозначать двумя первыми буквами фамилии исследователей, прославивших себя работами в области гидродинамики и теории теплопередачи наиболее важны следующие критерии подобия [c.234]

Из сказанного следует, что наличие термодинамического подобия является обязательным условием подобия процессов передачи тепла. В самом грубом приближении различные жидкости можно считать термодинамически подобными это вполне объясняет, почему отдельные выводы теории теплопередачи имеют достаточно общее, т. е. относящееся к большому числу жидкостей, значение. В других случаях, когда эффекты являются сравнительно тонкими, влияние термодинамического подобия оказывается более существенным и различие в поведении разных веществ проявляется весьма явственно. К таким явлениям относятся, в частности, кризисы при кипении жидкости, на рассмотрении которых мы остановимся более подробно. [c.16]

Применение операционного исчисления, начало которому было положено в работах профессора Киевского университета Ващенко-Захарченко в виде преобразований Лапласа или Лапласа—Карсона и затем развито в работах акад. А. В. Лыкова и его многочисленных учеников, а также создание акад. М. В. Кирпичевым и М. А. Михеевым метода моделирования тепловых процессов, основанного на теории теплового подобия, позволило советским ученым сделать значительный вклад в решение проблем теплопередачи. [c.10]

В насадочных деаэраторах коэффициент теплопередачи от пара к нагреваемой воде можно определить по предложенной Н. М. Жаворонковым формуле, базирующейся на экспериментальных данных нагрева воДы и паровоздушной смеси и обобщения их на основе теории теплового подобия [c.388]

Кроме работ по теплопередаче и технической гидродинамике, из личных работ Михаила Викторовича наибольшее значение имеют исследования по теории подобия и теории и методике моделирования тепловых устройств. Этим проблемам, имеющим первостепенное научно-техническое значение, Михаил Викторович уделял, пожалуй, наибольшее внимание. Интерес к ним возник у Михаила Викторовича не без влияния упомянутой знаменитой монографии Беседы по механике В. Л. Кириичева, в которой впервые систематически рассмотрено моделирование применительно к простейшим задачам механики. Михаил Викторович разрабатывал моделирование применительно к тепловым устройствам. Он неоднократно излагал теорию подобия в целом, освещал различные ее стороны, развивал формальный аппарат ее он же восстановил историю развития теории. При этом Михаил Викторович дал четкую формулировку основных положений о подобии в виде трех теорем, из которых третья теорема, определяющая правила моделирования, впервые дана Михаилом Викторовичем. [c.250]

Анализ решений дифференциального уравнения теплопроводности. Для графической интерпретации аналитических решений дифференциального уравнения теплопроводности необходимс установить наименьшее число критериев и симплексов, определяющих процесс теплопередачи в принятых краевых условиях. Для анализа используем теорию подобия, в частности, пг-тео-рему. [c.56]

Борншанский В. М. Учет влияния давления на теплопередачу и критические нагрузки при кипении на основе теории термодинамического подобия.— В кн. Вопросы теплопередачи и гидравлики двухфазных сред. М.—Л., Госэнергоиздат, 1961, с. 18—36. [c.336]

Не меньший интерес представляет, по нашему мнению, определение возможностей отвода или подвода тепловой энергии от внешних систем теплоснабжения Qnarp (1), ибо одно дело определить величину Q arp, а другое—обеспечить реализацию этой величины теплового потока. В этом случае необходимо рассматривать закономерности теплопередачи, а следовательно, и теплоотдачи. Задача может решаться аналитически — на основе математической модели (2)—(5) — или экспериментально-теоретически — на основе теории подобия и также с использованием этой же математической модели. Если рассматривать такие задачи, как например, течение полимера между двумя цилиндрами (каландрование), то предпочтение необходимо отдать аналитическому решению из-за трудности моделирования процесса. На основе решения математической модели (2)—(5) и с учетом уравне- [c.102]

А. М. Гурвич предложил решение задачи о теплопередаче в топках на базе приложения теории подобия к топочным процессам [Л. 16, 17, 18, 19]. Таким образом, оказалось возможным для установления вида решения непосредственно использовать результаты опытов по иссле- [c.237]

Хорошо известно, какую роль в современной технической теплофизике играют критерии теплового подобия, теория подобия получила глубокое и разностороннее развитие в трудах акад. М. В. Кир-пичева и его школы и нашла блестящие практические приложения. В нашу задачу не входит изложение принципов теории подобия и мы ограничиваемся лишь упоминанием о ней, отсылая читателя к специально посвященным ей сочинениям [8] и к общим курсам теплопередачи. Эта теория является дельной, законченной областью теплофизики и представляет собою мощное орудие для решения весьма многих практических задач [9, 10]. [c.33]

Следует отметить, что многие вопросы, рассмотренные в первых тринадцати главах книги проф. Кэйса, в той или иной степени освещены в книге Якоба Вопросы теплопередачи , вышедшей у нас в- I960 г., в книге А. А. Гухмана Применение теории подобия к исследованию процессов тепло-массообмена (1967 г.), в учебнике С. С. Кутателадзе Основы теории теплообмена / (1970 г.). Отдельные вопросы, затронутые проф. Кэйсом, значительно обстоятельнее рассмотрены в монографиях Г. Шлихтинга Теория пограничного слоя (1969 г.), Б. С. Петухова Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах (1967 г.), Л. Г. Лой-цянского Механика жидкости и газа (1970 г.). [c.4]

О с и п о в а В. А., Теория подобия и размерностей, моделирование и аналогии в процрггах теплопередачи (конспект лекций), типогр. МЭИ, 1962. [c.151]

Теория подобия, успешно. применяемая при изучении процессов теплопередачи и аэрогидродинамики, может быть с успехом применена при изучении теплофизи-чес ких свойств веществ и, в частности, при изучении теплофизичеоких свойств. высокотамператур ных теплоносителей. Теория подобия, применяемая для изучения теплофизических свойств веществ, назьшается термодинамической теорией подобия. Эта теория позволяет достаточно точно определить теплофизические свойства высокотемпературного теплоносителя по известным теплофизическим свойствам т ер мадинам ически подобного высокотемпературно го теплоносителя. [c.43]

Процесс воспламенения рабочей смеси двигателя электрической искрой рассматривается до настоящего времени в рамках тепловой и ионизационной теорий. Согласно первой теории причиной воспламенения смеси является локальное тепловыделение, согласно второй — создаваемая электроразрядом сильная ионизация газа и высокая местная концентрация активных частиц. Вследствие подобия явлений теплопередачи и диффузии активных частиц оба пути дают сходные математические решения и в принципе не противоречат один другому. [c.209]

Теплопередача, а точнее теория тепло- и массообмена - это наука, которая изучает процессы распространения тепла (или массы, поскольку выявлена явная аналогия таких процессов) в пространстве. Процессы распространения тепла в пространстве, при всем их многообразии, и являются предметом изучения этой науки. Основные понятия и законы теории теплопереноса также бьши сформулированы в рамках общефизической теории на заре ее бурного развития. Папример, основы аналитической теории теплопроводности бьши заложены Ж. Фурье еще в 1822 году. В середине XIX века были сформулированы основы теории подобия, а в 1915 году она впервые была применена В. Пуссельтом для исследования процессов теплообмена. Несколько раньше О. Рейнольдс применил ее при изучении гидродинамических процессов, высказав идею об аналогии между отдельными тепловыми и гидродинамическими явлениями. [c.5]

Рейнольдс (Reynolds) Осборн (1842-1912) — английский физик и инженер. Окончил Кембриджский университет 1867 г.) в 1868 1905 гг. — профессор Манчестерского университета. Основные труды относятся к теории турбулентности (статистическая теория, тензор турбулентных напряжений), теории динамического подобия и перехода ламинарного потока в турбулентный (1883 г.), гидродинамической теории смаЗки. Исследовал явления кавитации, теплопередачи от стенок сосуда к жидкости, методы определения механического эквивалента тепла. Сконструкровал ряд турбин и центробежных насосов. [c.381]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...