Моделирование теплоотдачи

Перечислите основные условия физического моделирования теплоотдачи, б. Изложите методику экспериментального определения показателей степени в уравнениях подобия для теплоотдачи. - [c.204]

Моделирование теплоотдачи лопатки газовой турбины [c.188]

Локальное моделирование заключается в том, что подобие температурных полей осуществляется не во всем объеме аппарата, а в отдельных ее местах — сечениях, где производится исследование теплоотдачи. Равенство определяющих критериев в образце и модели может быть выполнено приближенно. [c.425]

Результаты экспериментального исследования после их обработки дают информацию о поведении важнейших характеристик системы при различном сочетании влияющих факторов или краевых условий (например, зависимость коэффициента теплоотдачи от скорости жидкости, ее физических свойств и размеров системы). Обработка этих результатов на основе теории подобия или теории локального моделирования с последующей корреляцией обобщенных параметров (чисел подобия) позволяет получить зависимости, пригодные не только для исследованных режимов, но и для режимов, подобных изученным. Такая обработка расширяет область применения полученных результатов. [c.8]

При моделировании граничных условий III рода необходимо устранить или свести к минимуму перетечки электрического тока в дополнительном слое вдоль границы модели. Для этого дополнительный слой электропроводной бумаги с помощью прорезей разбивается на полоски небольшой ширины (обычно /доп/ доп> Ю). Таким образом, дополнительный слой бумаги, моделирующий термическое сопротивление теплоотдачи, имеет вид гребенки (рис. 4.1). [c.80]

Диффузионно-тепловая аналогия (ДТА) используется для изучения процессов конвективного теплообмена. В основе ДТА лежит формальное сходство уравнений, описывающих процесс конвективного Теплообмена при течении жидкости с постоянными свойствами, и уравнений, описывающих конвективный перенос примеси в движущейся жидкости. При этом процесс конвективного теплообмена заменяется процессом конвективной диффузии. На основании измерений профиля концентрации на модели при соблюдении правил моделирования поле температур в движущейся жидкости можно получить посредством простого пересчета. Коэффициент теплоотдачи может быть найден пересчетом измеренного на модели коэффициента массоотдачи. [c.92]

Обобщение результатов эксперимента и моделирование. Математическое описание процесса теплообмена в общем случае складывается из системы дифференциальных уравнений (10.3)... (10.5) и условий однозначности (геометрических, физических, начальных, граничных). При аналитическом решении задачи искомая величина (коэффициент теплоотдачи — а, температура Т и т. п.) выражается в функции аргументов — независимых переменных (время т, координаты — л, у, г) и параметров системы (ц, v, X, р,. ..) Аналитиче- [c.132]

Часто используется приближенный метод локального моделирования. Особенность его состоит в том, что подобие процессов осуществляется лишь в том месте, где проводится исследование теплообмена. Например, исследуя теплоотдачу при смывании жидкостью пучка труб, детально исследуют теплообмен только на одной из труб. Остальные трубы служат лишь для придания модели геометрически подобной формы. Полученный результат распространяется затем на весь пучок труб. [c.138]

Экспериментальное исследование процесса конвективного теплообмена. Этот путь используется чаще других, в особенности для сложных процессов. Проведение эксперимента на реальных объектах связано с трудностями организационного и экономического порядка. Кроме того, в период проведения исследования реального объекта может не быть вообще, поскольку именно потребность спроектировать его и вызвала необходимость проведения исследования. Поэтому в большинстве случаев эксперимент проводится на лабораторных установках. В процессе эксперимента выявляется влияние отдельных величин на интенсивность теплоотдачи, при этом измеряются температура, скорость, массовый расход, давление и т. п. в экспериментах по теплообмену теплофизические свойства жидкости, как правило, не измеряют, а используют опубликованные справочные данные. Экспериментальный путь решения задач конвективного теплообмена связан, с одной стороны, со сложностью, обусловленной большим количеством влияющих на теплообмен факторов [см. зависимость (14.12)], а с другой, — с узко специальным характером получаемых результатов, справедливых только для данной лабораторной установки в пределах изменения параметров эксперимента. При этом следует иметь в виду, что создание лабораторной установки, выбор моделирующей среды, определение необходимых интервалов изменения параметров эксперимента должны осуществляться в соответствии с определенными правилами, обеспечивающими достижение главной цели, — получить расчетную зависимость для процесса на реальном объекте. Три указанных проблемы — упрощение функциональной зависимости для теплоотдачи, повышение ее универсальности, создание правил моделирования — помогает решить теория подобия. [c.328]

При вынужденном движении жидкости интенсивность теплоотдачи в значительной мере зависит от характера течения жидкости, определяемого числом Рейнольдса. Поэтому при моделировании должно соблюдаться равенство этих чисел, т. е. Ке = Ре". Здесь одним штрихом отмечены значения, относящиеся к натурному образцу, двумя — к модели. Из равенства чисел следует [c.201]

Одноименные безразмерные определяющие критерии подобия должны быть соответственно равны. Просто моделировать процессы, в которых физические характеристики сред постоянны. Если же переменность этих характеристик существенно проявляется в процессе, то точное моделирование, например конвективного теплообмена, в широком интервале рода жидкости и температурных параметров крайне затруднительно и тогда применяют приближенное моделирование. В частности, пользуются локальным тепловым моделированием, осуществляя подобие не во всем устройстве, а только в том месте, где изучается теплоотдача. [c.162]

Ввиду трудности точного моделирования на практике часто используется приближенный метод локального теплового моделирования. Особенность этого метода заключается в том, что подобие процессов стараются осуществить лишь в том месте, где производится исследование теплоотдачи. Например, если изучается теплоотдача при омывании жидкостью пучка труб, то в опытах в теплообмене может участвовать только одна из труб. Остальные трубы служат только для придания модели формы, подобной образцу. Данные о теплоотдаче получают из измерений, проведенных на единичной трубе. [c.168]

Аналитический расчет температурных полей в этом случае весьма трудоемок. Задача по определению температур может быть решена более эффективно с помощью электрического моделирования. При этом необходимо знать мощности всех тепловых источников, расположенных в узле станка, и условия теплоотдачи с поверхностей деталей. [c.415]

В данной главе излагаются вопросы расчета гидравлического сопротивления, теплоотдачи, математического моделирования и оптимизации режимно-конструктивных параметров змеевиковых парогенераторов. Современный уровень знаний дает возможность выделить четыре характерные зоны, последовательно располо- [c.48]

Таким образом, несмотря па характерные для ОРТ низкие значения коэффициентов теплоотдачи, применение системного подхода, современных методов математического моделирования и оптимизации позволяет спроектировать достаточно компактные регенераторы. [c.123]

Далее необходимы расчеты тепловой работы печи с целью уточнения конструктивных решений и определения расхода топлива, хотя, как ужо сказано, конструкция псчи основывается на результатах моделирования или на опыте эксплуатации действующих печей, а расход топлива может быть принят на тех л е основаниях Однако с помощью физического моделирования с достаточной достоверностью исследуются только процессы движения газовой среды, в наибольшей мере влияющие на распределение теплоотдачи, а количественное моделирование теплоотдачи не представляется пока возможным. Поэтому принимз1ь все размеры печи и ее тепловой режим только по рез льтатам моделирования без расчетов теплообмена нельзя. [c.200]

При моделировании не всегда удается выполнить все условия подобия из-за того, что некоторые из них трудно осуществить на практике или они оказываются несовместимыми. Например, если в каком-либо процессе течения критериями подобия являются числа Рейнольдса и Фруда (Рг =гю /(д1)) и в качестве модельной жидкости используется натурная жидкость, то модель должна в точности совпадать с оригиналом (моделирование, как таковое, теряет смысл). Это следует из того, что одновременное выполнение равенств а о/о=дам/м и ш о//о=йу //м невозможно, если 1оф1ж- В таком случае следует проанализировать, существенно ли влияние некоторых условий подобия на конечный результат, и идти по пути приближенного моделирования. Так, при турбулентном течении жидкости характер граничных условий в ряде случаев не оказывает существенного влияния на теплоотдачу тогда отпадает необходимость в точном выполнении второго условия подо [c.90]

Необходимость решения задач в нелинейной постановке возникает наиболее часто при моделировании процессов, в которых температура изменяется в широком диапг зоне. Например, теплопроводность сталей, применяемых в конструкциях криогенных систем, изменяется от 1 до 15 Вт (м-К) в интервале температур Т = 5ч--1-300 К. Коэффициенты теплоотдачи излучением а-, могут изменяться более чем в 10 раз при изменении температуры поверхности от 20° до 700 С. [c.105]

Обработка опытных данных производится в том же порядке, как и в случае применения метода локального моделирования. Средний коэффициент теплоотдачи, и темп охлалсдения о пределяются из уравнений, приведенных выше. Максимальное расхождение значений темпа охлаждения, полученных методами полного и локального моделирования, не лревьилает 37о- Подогрев воздуха в опытах составлял 60—70 С. Разности температур потока воздуха и трубных пучков перед началом опыта составляли 7—10° С. Опыты проводились в условиях нагревания трубного пучка и потоке газа при Re 24 000. [c.264]

Исследование теплообмена прои,3 ВОдится по методу локального моделирований . Обогревается средняя трубка в шестом ряду, устройство которой сходно с устройством трубки, показанной на рис. 5-17,а. Трубный пучок устанавливается в аэродинамической трубе, через которую просасывается воздух. При установке сеток должно учитываться загромождение потока. Как показали опыты, пучок с самой мелкой сеткой уступает гладкому пучку при одинаковой мощности, необходимой на преодоление сопротивлений пучок из сетки с крупными ячейками (10X10 мм) иг проволоки диаметром 1 мм увеличивает теплоотдачу на 30%. [c.292]

В настоящее время электрическое моделирование получило большое развитие. Появился ряд установок, предназначенных для решения различных физических задач эти установки носят характер счетно-решающих устройств. В некоторых из них применяются специальные нелинейные сопротивления, позволяющие моделировать не только граничные условия с конвективным переносом тепла от поверхности, но на случай, когда наряду с конвективной теплоотдачей имеют место и другие виды теплообмена (тепловое излучение). Примером таких установок у нас в стране является электроинтегратор-Гутенмахера. [c.122]

Основные закономерности регулярного теплового режима были подробно исследованы Г. М. Кондратьевым [40], который определил основные связи, существующие между темпом охлаждения т, с одной стороны, и физическими свойствами тела, его формой, размерами и условиями охлаждения — с другой. Это позволило разработать методы приближенного расчета нестационарных температурных полей, методы моделирования нестационарных процессов в сложных объектах, дать оценки неравномерности температурных полей в различных условиях и т. д. На основе теории регулярного режима были предложены и получили широкое распространение а практике новые методы определения теплофизических свойств веществ а, X, с, термических сопротивлений R, степени черноты тел е, коэ4х ициентов теплоотдачи а. Преимуществом таких методов является простота техники эксперимента, высокая точность получаемых результатов и малая затрата времени на проведение эксперимента. [c.243]

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]

Как видно из рассмотренной схемы тепловой модели, несомненными достоинствами теплового моделирования являются относительная простота и физичность. На граничных поверхностях, кроме того, имеется полная возможность задавать граничные условия первого, второго или третьего. рода. При задании граничных условий первого рода тем1пература пове1рхяос71и, поддерживается на определенном уровне в соответствии с требованиями выполнения условий подобия. Для реализации граничных условий второго рода задается определенная мощность электрического нагревателя поверхности, а при задании граничных условий третьего рода между поверхностью и нагревателем или охлаждающим теплоносителем вводится слой дополнительного термического сопротивления, моделирующий коэффициент внеш ней теплоотдачи. Довольно удобным метод теплового моделирования является и для экспериментального исследования процессов нестационарной теплопроводности с радиационными граничными условиями. [c.279]

Большое количество лабораторных работ по определению коэффициента теплоотдачи от пара к металлу при конденсации пара из паро-воздушной смеси с различным количеством воздуха, а также данные о неравномерном и хаотическом движении паро-воздушной смеси в конденсаторе дали возможность А. А. Промыслову и Г. Ф. Камневу разработать способ позонного расчета конденсатора, основанный на гидравлическом моделировании потока пара в пучке трубок. [c.64]

Поскольку возможность распространения опытных законов теплоотдачи, полученных при равномерном нагреве пучка витых труб, в случае неравномерного подвода тепла.к теплоносителю в поперечном сечении пучка не является очевидной, было выполнено специальное исследование теплоотдачи с моделированием осесимметричной неравномерности подвода тепла по радиусу пучка. При этом был рассмотрен простейший случай осесимметричной неравномерности, когда подвод тепла осуществлялся ступенчато к группе центральных витых труб пучка путем пропускания по ним электрического тока в то время, как периферийная группа витых труб не нагревалась. Неравномерное поле подвода тепла формировало в пучке витых труб неравномерное поле температуры теплоносителя по радиусу пучка, которое частично выравнивалось благодаря поперечному перемешиванию потока. При этом создавались различные условия теплосъема с нагреваемых витых труб по радиусу и по длине пучка. [c.129]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...