Конвективный теплообмен при высоких скоростях газов

Конвективный теплообмен при высоких скоростях газов [c.437]

В радиационном рекуператоре происходит сложный радиационно-конвективный теплообмен между потоком газа и стенками труб. Процесс теплообмена довольно сложен, что обусловливается неоднородностью температурного поля как по сечению, так и по длине потока, турбулизацией последнего и рядом других факторов. Высокая температура дымовых газов и наличие в их составе трехатомных компонентов (в основном СО2 и Н2О) обусловливает высокую интенсивность лучистого теплообмена. В то же время сравнительно низкая скорость потока в целом и особенно у стенок труб и одностороннее омывание последних приводят к малой интенсивности конвективного теплообмена и им вследствие его незначительности можно пренебречь. Изменение температуры в высокотемпературном воздухоподогревателе довольно велико. Это обусловливает 5 67 [c.67]

Сгорание топлива в топочных устройствах сопровождается образованием газов с высокой температурой, которые могут передавать излучением большое количество тепла. Поэтому роль лучистого теплообмена в топках современных котлов весьма велика и общая передача теплоты излучением на стенки котельных труб доходит до 50% и больше от всей теплоты, выделяемой при сгорании топлива. Лучистый теплообмен в топках по своей интенсивности во много раз превышает конвективный теплообмен при средних скоростях перемещения газов. [c.478]

Механизм тепло- и массообмена в контактном экономайзере при соприкосновении горячих дымовых газов (ненасыщенной парогазовой смеси) с холодной водой весьма сложен. Здесь одновременно происходят процессы конвективного теплообмена, диффузии, теплообмена при изменении агрегатного состояния и теплопроводности. Движущей силой этих процессов являются разность не только температур газов и воды, но и парциальных давлений водяных паров в дымовых газах (парогазовой смеси) и у поверхности воды. Коэффициент теплообмена от газов к воде в контактном экономайзере и от газов к поверхности нагрева в конденсационном поверхностном теплообменнике существенно выше (при одинаковой скорости газов и других равных условиях), чем при сухом , т. е. чисто конвективном, теплообмене. Необходимо подчеркнуть, что это увеличение может быть весьма значительным в связи с высокой интенсивностью мокрого теплообмена. [c.15]

В логарифмических координатах график этой зависимости очень близок к прямой линии до значений Гад/Гоо, примерно равных 7, что соответствует числам Маха около 6. Интересно, что значение показателя степени при Т ад/Т оо, равное — 0,6, близко к полученному в гл. 12 показателю степени —0,6, обобщающему большинство данных при больших температурных факторах при течении в круглых трубах. Согласно некоторым опытным данным для воздуха значение этого показателя степени равно —0,575. Это свидетельствует о том, что влияние числа Маха на конвективный теплообмен при высоких скоростях течения мало отличается от влияния на теплоотдачу высокого температурного фактора при умеренных скоростях. Ясно также, что величина показателя степени различается в зависимости от того, как изменяются свойства газа с температурой. Поэтому погрешность значения показателя степени —0,6 по меньшей мере 20%. [c.345]

Одно из достоинств масла как закалочной среды — небольшая скорость охлаждения в мартенситном интервале температур, что уменьшает возникновение закалочных дефектов и приводит к постоянству закаливающей способности в широком интервале температур среды (20—150° С). Недостаток масла — повышенная воспламеняемость (температура вспышки 165—300° С), высокая стоимость, недостаточная стабильность и низкая охлаждающая способность в области температур перлитного превращения (см. рис. 9). Температура кипения масла на 150—300° С выше, чем у воды. В процессе кипения масла происходит процесс его разложения (крекинг-процесс) и на изделиях образуется газо-паровая пленка. Режим пленочного кипения в масле распространяется на сравнительно узкий интервал температур (7К)— 500° С), и максимум скорости охлаждения относится к температурам 450—350° G (см. рис. 9). Конвективный теплообмен происходит при более высоких температурах (от 350—380° С до комнатной температуры). [c.318]

Главный фактор, определяющий надежность работы радиационных рекуператоров (рис. 2.25, 2.26), — максимальная температура теплообменной поверхности. Она влияет на скорость коррозии металла и его прочностные свойства. В целях ее снижения в радиационных рекуператорах применяют в основном прямоточную схему движения теплоносителей. К их достоинствам относятся присущая всем стальным рекуператорам высокая газо-плотность, незначительное аэродинамическое сопротивление на стороне греющих газов и возможность работы при наличии в них жидкого технологического уноса причем, если температура стенки рекуператора на 40—50 °С ниже температуры начала шлакования [16], сцепление частиц уноса с поверхностью будет непрочным, что обеспечит периодическое самоочищение рекуператора. К недостаткам радиационных рекуператоров относятся увеличенный в 3—5 раз занимаемый объем по сравнению с конвективными рекуператорами, сложность интенсификации радиационного теплооб- [c.80]

Как видно из изложенного, особенности лучистого и конвективного теплообменов требуют различных условий для оптимальной теплоотдачи, поэтому современные печные установки, чтобы в максимальной степени использовать все возможности интенсивной теплоотдачи, во многих случаях конструируют как двухстадийные в области высоких температур— с соблюдением условий, необходимых для интенсификации теплообмена лучеиспусканием, т. е. с развитым пламенным пространством, а в области невысоких температур для газов, покидаюш,их пламенное пространство,— с развитие условий для интенсивной конвективной теплоотдачи (с П01вышенными скоростями газов в узких каналах для прохода их между изделиями или трубными пучками. Так сконструираваны, например, мартеновские печи, где зона высоких температур выполнена как пламенное рабочее пространство и где тепло передается шихте и расплавленной ванне лучеиспусканием при наивысших температурах, которые может выдержать кладка печи, а зона пониженных температур выполнена в виде тесно уложенной насадки регенератора (рис. 5-3,а) для использования тепла уходящих из пламенного пространства газов. При этом насадка может быть сделана так, что в верхней части ее, где газы все еще имеют температуру выше 1 000° С и где теплоотдача лучеиспусканием еще может играть существенную роль, каналы в насадке имеют большие размеры, а в нижних ее частях, где основную роль играет конвективная теплоотдача, — меньшие размеры. [c.184]

При наличии химических реакций в пограничном слое необходимо учитывать дополнительное выделение и поглощение тепла внутри слоя. В этих случаях кроме совокупности уравнений пограничного слоя нужно рассматривать уравнения, определяющие условия протекания химических реакций. Рассматривая движение смеси газов в целом, нужно иметь в виду, что физические параметры смеси р, fi, %, D, Ср будут зависеть от состава, давления и температуры смеси. Определение этих параметров (особенно характеризующих переносные свойства газовых смесей) связано с некоторыми предположениями, которые делаются заданием потенциалов взаимодействия при столкновении частиц различных типов. Ряд предположений приходится делать при задании кннетики химических реакций. ГТоэтому расчеты (даже в случае ламинарного режима течения в пограничном слое) должны обязательно сопоставляться с экспериментальными данными. Кроме того, при высоких температурах появляется еще выделение и поглощение тепла путем излучения. Влияние излучения в воздухе растет при увеличении температуры и особенно существенно при скоростях полета более 10 км/с. Во многих случаях влияние излучения иа конвективный теплообмен невелико, при этом лучистый и конвективный потоки могут рассчитываться независимо. В главе весь анализ приводится для ламинарного пограничного слоя, одиако полученные выводы могут использоваться и для расчета турбулентного пограничного слоя. [c.176]

Газовое пламя является местным поверхностным теплообменным источником. Нагрев металла пламенем обусловлен вынужденным конвективным и лучистым теплообменом между потоком горячих газов и сопри-касающи.мся с ни.м участком поверхности изделия. Роль лучистого теплообмена в общем теплообмене невелика и оценивается в 5—10% [У1П.4]. Таким образом, сварочное пламя можно в первом приближении рассматривать как конвективный теплообменный источник. Интенсивность вынужденного конвективного теплообмена в осноп - ом зависит от разности температур пламени и нагреваемой поверхности металла, а также от скорости перемещения потока газов пламени относительно поверхности металла. Чем больше разность те.мператур пламени и нагреваемой поверхности металла и чем больше скорость движения газов, тем интенсивнее конвективный теплообмен. Интенсивность теплообмена при нагреве металла ацетилено-кислородным пламенем по сравнению с пламене.м других газов выше благодаря более высокой температуре, достигающей 3100—3150° в средней зоне нормального пламени, и значительной скорости перемещения потока газов, измеряемой десятка.ми метров в секунду. [c.130]

Из рис. 3 следует, что коэффициент СТа имеет максимальное значение при = 1, а коэффициент Окон> как это видно из рис. 4, — при (2г = 0> т. е. когда среда между металлом и кладкой лучепрозрачная. Это значит, что в печах скоростного нагрева, где высокая температура, толщина излучающего слоя небольшая, и вследствие этого малая величина а , необходимо учитывать вторую составляющую общего уравнения теплового потока, а также, что более важно, стремиться повышать значения конвективных составляющих теплообмена. Направляя раскаленные газы с большой скоростью на кладку либо, если это возможно, на металл, можно значительно интенсифицировать теплообмен, повысить производительность печи и одновременно уменьшить удельный расход топлива. [c.171]

За последние годы разработан ряд горелочных устройств для сжигания природного газа, в основу которых положены новые принципы. Некоторые из этих устройств основаны на создании значительных скоростей выхода газо-воздушной смеси (выше 100 м/сек), что увеличивает конвективную составляющую в общем механизме теплопередачи от факела к металлу. Другие устройства используют, так называемый косвенный радиационный теплообмен (плоскопламенные горелки). Из большого числа горелочных устройств для сжигания природного газа, описанных в ряде руководств [1,24 и др.], ниже рассмотрены 1) вихревая плоскопламенная горелка 2) рекуператорная горелка для высокого подогрева воздуха, предназначенная для печей с высокой температурой рабочего пространства и в первую очередь безокислительного нагрева 3) горелка для нагрева металла атакующими потоками 4) многосопловая инжекционная горелка большой производительности 5) горелка с циклонными камерами сгорания. Помимо перечисленных горелок, практический интерес представляют горелки с электрическим подогревом газо-воздушной смеси, а также акустические горелки. [c.166]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...