Расход Пористость

Наблюдается последовательная тенденция к уменьшению толщины слоя заливки. Уменьшение толщины увеличивает предел выносливости заливки и, кроме того, снижает расход материала заливки, что имеет большое значение для дефицитных и дорогих металлов (олово, серебро). В последнее время толщину заливки доводят до нескольких десятых, а при электролитическом покрытии по пористой бронзе — до нескольких сотых миллиметра. [c.390]

Вследствие сложной структуры пористых материалов значения коэффициентов а, (3 могут быть установлены только экспериментально. Параметры аир названы вязкостным и инерционным коэффициентами сопротивления и имеют размерность [а] =м [/3] =м . При этом а есть величина, обратная коэффициенту проницаемости К. Для определения коэффициентов а, экспериментальная зависимость перепада давлений Pi Pi на пористой пластине толщиной 6 от удельного расхода G несжимаемого потока в соответствии с уравнением (2.1) приводится к линейному виду [c.19]

Сжимаемость газа приводит к глубоким качественным изменениям при больших скоростях. Наступает такой режим течения, когда при постоянном давлении на входе и понижении давления на выходе расход газа достигает максимума и затем остается постоянным — на выходе из пористого материала устанавливается режим истечения со скоростью звука. [c.24]

При высоких скоростях течения в пористых материалах могут стать заметными потери давления на перестройку течения охладителя на входе и выходе матрицы в связи с резким изменением проходного сечения. Причем выходные потери всегда больше входных из-за меньшего давления газа. На основе расчетов в [8] показано, что потерями давления на выходе, а следовательно, и на входе можно пренебречь почти до наступления звукового истечения, а точнее - до достижения величины расхода охладителя, составляющей 0,92 от величины расхода в режиме достижения скорости звука на выходе из пористого материала. Эти результаты подтверждаются экспериментальными данными, которые показывают также, что для пористых металлов толщиной более 2 мм входными и выходными потерями можно пренебречь. [c.24]

Возможность точного и предполагаемого регулирования расхода жидкостного теплоносителя является одним из важнейших условий надежной работы разнообразных ПТЭ. Однако эксперименты по течению жидкости в пористых матрицах показали, что в отличие от движения газа 24 [c.24]

Для подтверждения гипотезы о существенном влиянии адсорбированного слоя на уменьшение расхода жидкости в пористых материалах необходимо иметь информацию о толщине этого слоя и о соотношении его толщины с диаметром поровых каналов. Толщина адсорбированных слоев зависит от свойств жидкости и твердого тела, температуры. При наложении напряжений сдвига (внешнего перепада давлений) возможно уменьшение толщины этих слоев из-за срыва внешних слабосвязанных молекул. Следует ожидать также постепенного ослабления и полного разрушения пограничных слоев при увеличении температуры вследствие возрастания интенсивности теплового движения молекул. [c.25]

Рис. 2.4. Изменение перепада давлений на пористом образце во времени при течении насыщенной воздухом (1, 2) и деаэрированной (3) воды с постоянным массовым расходом G = 10 кг/ (м с) и температурой 90 ° С при давлении на выходе

Рис. 2.5. Падение давления внутри пористого образца при течении деаэрированной (1, 2, 3) н насыщенной воздухом воды (4, 5, 6) с температурой 90 ° С при удельных массовых расходах

Экспериментальные данные по теплообмену на входной поверхности пористых порошковых металлов указаны в табл. 3.1 [ 15]. На рис. 3.2 они приведены к виду граничного условия (3.12). Экспериментальные данные крайне малочисленны, наблюдается значительный их разброс, поэтому не представляется возможным их обобщить. Тем не менее заметно снижение температуры теплоносителя (г - to)/ (Г - о) = при увеличении его массового расхода. [c.50]

Распределение температур пористого материала Т и охладителя t внутри плоского проницаемого элемента с постоянным объемным тепловыделением q , охлаждаемого потоком продавливаемого сквозь него газа с удельным массовым расходом G (см. рис. 1.2), определяется системой уравнений [c.55]

На рис. 3.16 приведены типичные профили мольных долей NH3,N2, Н2, О2 в потоке внутри матрицы. Часть аммиака разлагается еще до подхода к пористой стенке. Наличие кислорода внутри матрицы обусловлено диффузией его из внешнего пограничного слоя. Горение продуктов разложения охладителя в богатом кислородом внешнем пограничном слое приводит к дополнительному существенному увеличению расхода охладителя для компенсации вызываемого горением увеличения теплового потока. [c.66]

На рис. 3.18 изображены рассчитанные таким способом тепловые характеристики 1—3. Постоянные величины выбраны теми же, что и при расчете гидродинамических характеристик. Независимым параметром является разность квадратов давлений на поверхностях стенки. Все эти характеристики неоднозначны — некоторому тепловому потоку могут соответствовать два режима с различной температурой внешней поверхности. Неоднозначность характеристик обусловлена той же самой причиной, что и неоднозначность гидродинамических характеристик. С увеличением перепада давлений повышается значение температуры охладителя на выходе, соответствующее максимуму характеристик. Это объясняется снижением средней температуры газа внутри пористой стенки при увеличении расхода охладителя. [c.72]

Рис. 3.21. Распределение давления [ 1 - р/ р(0, 0) ], теплового потока ( 2 - q/ q (0,0) 1 по внешней и расхода охладителя по внутренней (3 - G/G(Lx, 0) ] поверхностям пористой матрицы спускаемого аппарата

Регулирование расхода охладителя путем профилирования толщины пористой стенки при однородной проницаемости ее структуры довольно затруднительно. Обнаружена возможность такой физической ситуации, что не для всякого произвольного закона распределения плотности теп- [c.76]

Рнс. 4.1. Поля температур (а) и давлений (б) внутри металла (бронзы) пористостью 0,351 однородной структуры при движении сквозь него адиабатного испаряющегося потока воды с удельным расходом G = 26 кг/ (м с) и атмосферном давлении на выходе (пояснения в тексте) [c.78]

В экспериментах по испарительному жидкостному охлаждению пористой металлической стенки с внешним лучистым нагревом при постоянном расходе охладителя плотность лучистого теплового потока постепенно увеличивалась. При этом происходило изменение визуально наблюдаемой на внешней поверхности образца структуры вытекающего потока от появления газопаровых пузырьков под пленкой кипящей жидкости до полного испарения потока. Картина истечения двухфазного потока на всех промежуточных стадиях также аналогична изложенной ранее для адиабатного испаряющегося потока. [c.81]

Таким образом, составляющая потерь давления на ускорение испаряющейся смеси в пористой структуре пренебрежимо мала по сравнению с вязкостной и инерционной составляющими. Физически это объясняется высокими абсолютными значениями вязкостной и инерционной составляющих сопротивления при движении потока в проницаемой матрице по сравнению с потоками в обычных каналах, тогда как потери давления на ускорение определяются только физическими свойствами и удельным расходом теплоносителя и не зависят от геометрии потока. [c.96]

Теплоперенос при испарении жидкости. Физическая модель исследуемого процесса изображена на рис. 5.15. Через плоский канал шириной 25, заполненный пористым материалом высокой теплопроводности X, прокачивается испаряющийся теплоноситель с удельным массовым расходом G. Снаружи канал омывается греющим теплоносителем с температурой t или подвергается воздействию теплового потока q. [c.117]

Выясним, как изменяются средние коэффициенты теплообмена а / т-и гидравлического сопротивления / на входном участке длиной / плоского канала шириной 5 при движении однофазного теплоносителя теплопроводностью и числом Рг в результате заполнения канала пористым материалом теплопроводностью X, имеющим вязкостный а и инерционный /3 коэффициенты сопротивления и средний размер частиц dq, Массовый расход теплоносителя G и число Рейнольдса потока Re = = G8/ (1 остаются неизменными. [c.123]

На рис. 6.1 изображена модель этого процесса. Жидкостный охладитель с начальной температурой /о прокачивается с удельным массовым расходом G сквозь пористую стенку навстречу действующему на ее внешнюю поверхность тепловому потоку плотностью q. По мере движения в проницаемой структуре давление жидкости понижается, а ее температура возрастает. На некотором расстоянии L от входа охладитель достигает состояния насыщения, после чего происходит его постепенное [c.127]

Несколько иная картина завершения испарения охладителя на внешней поверхности пористой стенки наблюдалась при конвективном нагреве. Здесь испарение пленки жидкости протекало в виде кипящей пены. При уменьшении расхода охладителя появились участки сухой поверхности, а участки, занятые кипящей пеной, постепенно сокращались. [c.130]

Рис. 6.2. Влияние температуры газового потока с постоянной скоростью и = 10 м/с на характер зависимости температуры внешней поверхности пористой стенки от относительного расхода жидкостного охладителя G/p u< 1 - оо =100°С 2 - =200°С 3 -= 300°С 4-/ =400 С 5-f = = 500°С 6- =600°С

Рис. 6.3. Экспериментальные данные (точки) для температуры Tj горячей поверхности в зависимости от удельного расхода охладителя (воды) при пористом испарительном охлаждении конвективно обогреваемой стенки (t = 3200 К, Р = 1 10 Па, = = 2,43) и сравнение экспериментального скачка температуры с расчетным 1 - расчет по формуле (6.58) 2 -расчет по формуле (6.56)

Физическая природа неустойчивости объясняется тем, что сопротивление матрицы потоку пара во много раз больше, чем потоку жидкости. Поэтому незначительное изменение положения области испарения внутри пористой стенки вызывает заметное изменение гидравлического сопротивления, что при постоянном перепаде давлений на стенке приводит к существенному изменению расхода охладителя. Так продолжается до тех пор, пока граница зоны испарения не выходит за пределы проницаемой матрицы. [c.132]

Результаты всех исследований, проведенных в МО ЦКТИ, по определению коэффициентов сопротивления слоя и струи >.стр различных укладок моделей шаровых твэлов в круглых трубах и модели ак внои зоны в изотермических и неизотер-мических условиях приведены в табл. 3.4 и на рис. 3.3. Из рисунка следует, что почти во всех опытах удалось достичь автомодельного режима течения, при котором изменение сопротивления Ар зависит практически только от изменения квадрата скорости и плотности, а не зависит от числа Re. Отчетливо видно существенное влияние объемной пористости т шаровой укладки на коэффициент сопротивления слоя Так, при изменении объемной пористости от 0,66 до 0,265 коэффициент сопротивления уве 1ичивается примерно в 30 раз. Разброс опытных данных по коэффициенту сопротивления для определенной шаровой укладки не превышает 10% среднего значения, что указывает на достаточную степень точности измерения перепада давления и массового расхода. В п. 3.1 была теоретически определена зависимость (3.9) коэффициента сопротивления струи Я-стр от объемной пористости т и константы турбулентности астр. [c.62]

Обнаружено, что в изотермических и неизотермических условиях сопротивление движущегося слоя практически не зависит от его скорости и близко к аэродинамическому сопротивлению неподвижного слоя с такой же пористостью. Режимные характеристики теплообменника расход греющих газов Gi = 300 2 ООО кг/ч расход нагреваемого воздуха 02 = 50 800 кг/ч расход насадки Gx = 200- 2 ООО кг/ч средние температуры греющих газов на входе / i =б00ч-1 400° С температуры нагрева насадки f x = 600-b 1 200° С температуры воздуха /"2 = = 200-ь980°С средние скорости фильтрации i = 3-v-8 л/се/с, воздуха г 2 = 0,5- 6,2 м1сек, насадки г т = 0,05- [c.380]

Расчет гидравлического сопротивления аппаратов цилиндрической формы [45]. Удельные потери, т. е. потери давления на единицу толщины слоевого (пористого) цилиндра при данном расходе жидкости меняются с толщиной стенок цилиндра. При истечении жидкости наружу скорость в направлении истечения надает вместе с увеличением поверхности (диаметра) цилиндрического слоя, а следовательно, удельные потери у.мень-шаются. При всасывании имеет место обратное явление. Если использовать известные формулы для коэффициентов сопротивления плоских слоев, то это обстоятельство должно быть учтено. Сделаем соответствующие пересчеты. [c.306]

В ПТЭ во избежание локального перегрева важной является равномерность потока охладителя. Были проведены специальные исследования пористых порошковых, волокнистых металлов и графита. У всех исследованных образцов существенной неоднородности проницаемости по большим участкам поверхности не обнаружено. Участки с повышенной или пониженной плотностью располагаются небольшими пятнами, отклонение пористости от средней на этих участках не превышает 4... 11 % для пористых металлов из порошка и 10... 17 % для металлов из волокон. Отмеченное локальное изменение пористости вызывает и локальное отклонение расхода охладителя от средней величины, которое для металлов из порошков достигает 40 %, для металлов из волокон 50 %. Неоднородность пористости образцов вызывается неравномерностью плотности или толщины слоя порошка и волокон перед прессованием. Так, для волокнистых металлов применение операции предварительного вой-локования позволяет снизить максимальную величину отклонения пористости с 14...17 % до 10...15 %. Наилучшей однородностью проницаемости обладают пористые металлы из спресованных и спеченных сеток. [c.23]

Еще большая ошибка в последнем методе допускается, когда при расчете среднелогарифмической разности температур вместо температуры теплоносителя на входе в пористый материал используется его начальная температура. Вследствие резкого повышения температуры потока в очень тонком слое охладителя у входа в пористую структуру эта ошибка в действительности может иметь место даже тогда, когда измеряют температуру теплоносителя вблизи входа в пористую стенку. В результате теплоноситель получает теплоту до входа в образец, что приводит к значительному завышению объемного внутрипорового коэффициента теплоотдачи йу- При этом величина предварительного подогрева зависит от условий эксперимента, например, от расхода теплоносителя,и очень ре> ко - от толщины образца. Для тонких пористых пластин толщиной около 1 мм с объемным тепловьщелением предварительный подогрев может составить до 0,9 всего нагрева охладителя, быстро уменьшаясь с увеличением его расхода. Если учесть, что основная часть приведенных в табл. 2.4 результатов получена для образцов толщиной менее 5 мм, то можно ожидать, что именно этот эффект и является основной причиной зависимости объемного коэффициента внутрипорового теплообмена от толщины образца в тех случаях, когда его толщина 5 включена в явном виде в критериальное уравнение теплообмена. В то же время при использовании расчетно-экспериментального метода обработки данных для широкого диапазона толщин образцов в специально поставленных экспериментах не обнаружена зависимость коэффициента объемного тегшообмена от толщины образца [ 11] [c.42]

Одной из причин разброса экспериментальных данных по теплообмену может быть неоднородность пористой структуры. Такая неоднородность вызывает существенную неравномерность расхода охладителя, что приводит к большой неоднородности температуры нагреваемой поверхности. Результаты по теплообмену в значительной степени зависят от неоднородностей в тех случаях, когда интенсивность внутрипорового теплообмена вычисляется по данным измерения температуры матрицы и охладителя только на входной и выходной поверхностях и если замеры [c.45]

Приведенные выше результаты имеют только иллюстративный характер. Это вызвано отсутствием точных сведений о скоростях химических реакций в проницаемой структуре, в частности, о каталитической активности матрицы для исследуемых форсированных режимов. Известные экспериментальные данные по скоростям реакций в различных катализаторах, полученные для температур и массовых расходов, значительно ниже тех, которые требуются в системе транспирационного охлаждения. Время прохождения охладителя сквозь матрицу (время контакта) также очень мало. Поэтому для разработки пористых элементов с химически реагирующим теплоносителем требуется значительное количество дополнительной информации. [c.66]

В некоторых случаях процессы тепломассопереноса имеют ярко выраженный двухмерный характер, например, при транспирационном охлаждении передней части затупленных тел, обтекаемых высокоскоростным потоком. Для них характерно резкое уменьшение расхода охладителя вдоль внешней поверхности в направлении от лобовой точки давления окружающей среды и плотности теплового потока. Особенно значительное воздействие оказывает изменение внешнего давления, что приводит к существенному усложнению поля течения охладителя. Рассмотрим это на примере полусферической пористой оболочки [29, 30]. Полусферическая стенка обтекается сверхзвуковым потоком газа, распределение давления в котором вдоль поверхности р задается модифи- [c.73]

На рис. 3.19 показано рассчитанное с помощью выражения (3.76) потенциальное поле в виде изобар р = onst и линий тока G/Gq для Лц, = 2 и трех значений относительного давления подачи охладителя Ро = 10, 2 и 1 . При большой величине ро (см. рис. 3.19, д) охладитель сквозь пористую стенку течет почти радиально, а массовый расход его слабо изменяется по внешней поверхности - решение близко к одномерному. Для промежуточного давления подачи на результаты оказывает существенное влияние изменение давления вдоль внешней поверхности - расход охладителя меняется на внутренней поверхности, а линии тока заметно отклоняются от лобовой точки (см. рис. 3.19, б). [c.74]

Основным способом оптимизации является изменение толщины пористой стенки и ее проницаемости - вбпизи лобовой точки толщина минимальна, а проницаемость - максимальна. Выбор оптимальных распределений толщины и проницаемости стенки обычно осуществляется методом последовательных приближений на основе решения всей замкнутой системы уравнений тепломассопереноса. На рис. 3.24 показан пример двухмерного распределения давления, массового расхода охладителя и температуры матрицы в такой стенке [ 29, 30]. Охладитель (вода) полностью испаряется на внешней поверхности, а ее температура равна температуре насыщения охладителя и изменяется в соответствии с заданным законом распределения внешнего давления. Наружная поверхность имеет форму полусферы, сопряженной с конусом, внутренняя — полусферы, сопряженной с цилиндром. Проницаемость матрицы уменьшается в направлении от лобовой точки по экспоненте. Для таких условий расход охладителя вблизи лобовой точки остается почти постоянным, ниже изобары 035 он монотонно падает. Увеличением толщины стенки с одновременным уменьшением ее проницаемости удается скомпенсировать резкое падение давления вдоль внешней поверхности. Оптимальное сочетание толщины и проницаемости стенки достигается только для фиксированных внешних условий. [c.76]

Измеренное с помощью игл давление в потоке внутр образца достаточно точно совпадает со значениями давления, рассчитанными по измеренным температурам в соответствующих поперечных сечениях. Такие результаты были получены во всем исследованном диапазоне удельных массовых расходов воды до 26 кг/ (м с), а также и для образцов из коррозионноч тойкой стали. Это свидетельствует о наличии термодинамического равновесия внутри адиабатного двухфазного потока в пористом металле. [c.79]

При постоянном расходе охладителя плотность объемного тепловъь деления постепенно повышается и на внешней поверхности образца наблюдается изменение структуры потока начиная от однофазного истечения жидкости, затем появляются сначала отдельные, а затем - цепочки мельчайших гаэопаровых пузырьков. Далее жидкость на поверхности закипает и постепенно увеличивается расходное паросодержание потока до полного его испарения и высыхания внешней поперхности. При этом картина истечения охладителя на всех стадиях аналогична изложенной ранее для адиабатного потока. Но здесь получены подробные данные также и для завершающей стадии, когда жидкостная пленка утоньшается и переходит в темную влажную поверхность с небольшими пенными скоплениями тонкой структуры. Последние образуются из жидкостной микропленки, выносимой паровыми микроструями из поровых каналов. Насыщенность пористой структуры жидкостью уменьшается, и после этого внешняя поверхность высыхает и светлеет. [c.81]

Постановка задачи. Физическая модель процесса приведена на рис. 5.1. Канал постоянного поперечного сечения (плоский - шириной 5 или круглый — диаметром 5), по которому движется поток однофазного теплоносителя, заполнен пористым высокотеплопроводным материалом. Подвод теплоты происходит с внешней стороны пористого элемента. Проницаемая матрица имеет совершенные тепловой и механический контакты со стенками, является изотропной с одинаковым по всем направлениям коэффициентом теплопроводности X. Теплопроводность теплоносителя мала по сравнению с X (что определяется самой сутью метода), а его теплофизические свойства постоянны. Поэтому при входе теплоносителя в пористый материал устанавливается плоский однородный профиль скорости, который в дальнейшем сохраняется неизменным, а удельный массовый расход по поперечному сечению канала остается постоянным G = onst. На входе в матрицу температура потока to постоянна и отсутствует тепловое воздействие на набегающий теплоноситель вследствие его пренебрежимо малой теплопроводности. Интенсивность Лу объемного внутрипорового теплообмена велика, но все-таки имеет конечное значение, поэтому начиная с определенного уровня под водимого к стенке канала внешнего теплового потока разность Т - t температур пористого материала и теплоносителя становится заметной и постепенно возрастает. [c.97]

Следует особо отметить, что в математической формулировке задачи (5.1). ..(5.16) используется только величина X теплопроводности пористого материала, но не теплоносителя. Поэтому и в определяющие параметры Bi, Ре, 7 (а также, как будет показано ниже, и в критерий Nu) входит величина X теплопроводности проницаемого каркаса. Параметр Ре = Gd fK является модифицированным критерием Пекле и представляет собой отношение количества теплоты, переносимой вдоль канала теплоносителем и теплопртводностью через пористую матрицу. Безразмерные параметры Ре и -у = hyS / X постоянны вследствие постоянства по сечению канала расхода охладителя G. [c.99]

Основные результаты расчетов для сравниваемых вариантов приведены на рис. 5.18. Из приведенных данных следует, что канал с пористой вставкой отличается высокой эффективностью теплообмена tjj. В результате этого поток внутри проницаемой матриць нагревается много больше, чем в гладком канале при одинаковых температурах их стенок. Это приводит к существенному (более чем на порядок) снижению расхода охладителя. В конечном итоге высокое г1 ранлическое сопротивление проницаемой вставки в значительной мере компенсируется снижением расхода охладителя, так что затраты мощности на прокачку охладителя сквозь матрицу становятся соизмеримыми с аналогичной величиной для гладкого канала. [c.126]

Контур участков циркуляции охладителя имеет также другие гидравлические сопротивления (например, участков для охлаждения теплоносителя), обычно превышающие сопротивление нагреваемого отрезка гладкого канала. Влияние дополнительных сопротивлений на гидравлические потери и затраты мощности на прокачку охладителя в сравниваемых вариантах отличаются коренным образом, так как расход охладителя, прокачиваемого через канап с пористой вставкой, значительно меньше. Рассмотрим, например, случай, когда дополнительное гидравличе кое сопротивление контура невелико и равно сопротивлению исследованного гладкого канала (без пори той вставки). В этом слу"час мощ- [c.126]

Вид нагрева Плотность внешнего теплового потока , Вт/м Уделы1ый массовый расход охладителя G, кг/ (м -С) Перепад давлений на стенке Р, -/>,,бар Форма и размеры пористой стенки d, L, мм Толщина пористой стенки 6, мм Стенка одно- слой- ная Стенка много- слой- ная Пористый материал Порис- тость Максимальная температура поверхности в устойчивом режиме, °С Автор, год [c.128]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...