Теплоотдача при большой скорости движения газа

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ БОЛЬШОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ГАЗА [c.375]

Необходимость исследования теплоотдачи при большой скорости движения газа диктуется, главным образом, развитием авиационной и ракетной техники. При исследовании этой проблемы широка используется теория пограничного слоя и эксперимент. [c.375]

Результаты опытного исследования теплоотдачи при больших скоростях движения газа [c.386]

Для процессов теплоотдачи при большой скорости движения характерны большие диапазоны изменения температуры газа около стенки, поэтому его физические параметры в пограничном слое могут изменяться в широких пределах. [c.378]

При больших скоростях движения газа расчетные формулы для коэффициента теплоотдачи получают на основе теории пограничного слоя или экспериментальным путем. [c.383]

При получении расчетных формул с помощью теории пограничного слоя используется уравнение связи между коэффициентами теплоотдачи и трения, полученное в 5 главы V. Оно сохраняется при больших скоростях движения газа. В самом деле дифференциальное уравнение (10.19), полученное при Рг = 1, и уравнение (10.11) [c.383]

Этот же вывод можно получить на основе анализа температурных полей при теплоотдаче. При небольшой скорости движения теплоносителя теплообмен потока со стенкой возможен при условии Тf ф При большой скорости течения газа и Рг = 1 теплообмен возможен при Т) Ф Т , а в общем случае при Т ,. Поэтому при скоростях течения, когда разогрев газа в пограничном слое вследствие его торможения становится уже заметным, в формуле Ньютона для теплоотдачи термодинамическую температуру потока следует заменить на адиабатную температуру стенки. Обобщенная формула Ньютона имеет вид [c.382]

Процесс теплопередачи между газообразной и твердой фазами в кипящем слое изучен слабо. Поэтому при анализе этого вопроса приходится пользоваться общетеоретическими соображениями, в частности материалами, приведенными в начале данной главы. Прежде всего необходимо отметить, что из-за малого размера частиц (зерен), характерного для кипящего слоя, резко уменьшается удельное внутреннее тепловое сопротивление даже при использовании малотеплопроводных материалов, не говоря уже о рудной мелочи. Форма частиц имеет большее значение, чем их теплопроводность. Поэтому теплообмен в кипящем слое, по-видимому, определяется условиями внешней задачи, т. е. теплоотдачей от газа к поверхности частиц. Естественно, основное значение при этом имеет теплопередача конвекцией и, стало быть, относительная скорость движения газа и частиц пыли. При опускании частиц эта относительная скорость больше, чем при взлете, поэтому и частицы при опускании нагребаются более интенсивно. [c.365]

Условия теплоотдачи значительно изменяются, если поток газа движется с большой скоростью. При движении потока с большой скоростью частицы газа достаточно резко затормаживаются у стенки за счет трения. При этом может происходить удар частиц и возникает местное уплотнение газа, так называемый скачок уплотнения. Сжатие и трение газа сопровождаются выделением тепла в пограничном слое (рис. 3-8). Кроме того, в этом случае становится существенным изменение плотности с давлением (см. подробнее 3-8). [c.135]

Измерение температур газовых потоков при больших скоростях, вследствие большого коэфициента теплоотдачи, в значительной степени свободно от ука занных выше источников ошибок. Однако в этом случае возникает нов ый источник ошибок измерений, величина которых быстро возрастает по мере увеличения скорости потока. Этот источник ошибок связан с переходом кинетической энергии поступательного движения газа в тепловую при адиабатическом сжатии у лобовой поверхности термоприемника. [c.351]

В большинстве случаев при расчете тепловой изоляции коэффициент теплоотдачи Яв не имеет определяющего значения. Часто его величина настолько велика, что сопротивлением теплоотдаче можно пренебречь (например, если теплоноситель — жидкость, конденсирующийся пар, газ с большой скоростью движения). Практически сопротивление теплоотдаче должно учитываться в расчетах тепловой изоляции в следующих случаях [c.223]

Остальные особенности теплоотдачи при движении газа с большой скоростью проявляются при сверхзвуковых скоростях. Поля физических параметров газа в пограничном слое начинают заметно влиять на теплоотдачу при М > 1,6. Существенное влияние процессов диссоциации на теплообмен для воздуха начинается с М 10. Влияние ионизации на процесс теплообмена для воздуха проявляется, начиная с температуры 7000° К, т. е. при М >- 25. При М = 20 ионизируется приблизительно 1% молекул и атомов воздуха, что не приводит еще к существенному изменению условий теплообмена. [c.380]

Рассмотренные выше обобщения формулы Ньютона на случая теплоотдачи в условиях движения газа с большой скоростью позволяют при расчете тепловых потоков непосредственно учесть только две особенности этого процесса разогрев газа в пограничном слое и изменение его полной энтальпии из-за химических реакций. Остальные особенности учитываются при оценке коэффициента теплоотдачи. [c.383]

Из формулы (9.7) видно, что коэффициенты теплоотдачи к газам, обладающим малой теплопроводностью, будут ниже, чем к капельным жидкостям, а тем более к жидким металлам. Ориентировочно значения а к газовым средам, например к воздуху, лежат в пределах от 10—20 Вт/(м2-К) при отсутствии вынужденного движения до 50— 100 Вт/(м -К) при скоростях течения порядка десятков метров в секунду. При омывании тел капельной жидкостью, особенно водой, теплопроводность которой много выше, чем воздуха, значения коэффициента теплоотдачи на 1—2 порядка больше, т. е. вполне достижимы значения а 1000 Вт/(м -К). Если же такие высокие значения а получены на основании расчетов для воздуха, то скорее всего в расчегах допущена ошибка. [c.82]

Характер омывания цилиндра слоем, а следовательно, и локальный теплообмен существенно зависят от его диаметра и высоты Ь расположения над газораспределительной решеткой, скорости псевдоожижения и, по-видимому, высоты слоя, определяющей масштаб его пульсационных движений. При небольшой скорости псевдоожижения полость под цилиндром разрушается редко, поверхность контактирует здесь в основном с газом, поэтому в слое не очень крупных d < 0,5 мм) частиц коэффициент теплоотдачи мал. При низкой интен сивности пульсаций в слое практически неподвижная шапка материала на цилиндре является тепловой изоляцией, здесь коэффициент теплоотдачи еще меньше, и наибольшего значения достигает на экваториальных участках, интенсивно омываемых частицами, часто сменяющими друг друга под действием пузырей, выходящих из полости под цилиндром (рис. 3.11). Чем больше диаметр цилиндра, тем. [c.109]

По мере увеличения скорости псевдоожижения нижняя часть цилиндра все более интенсивно омывается не газом, а пакетами частиц, поэтому коэффициент теплоотдачи здесь увеличивается до определенного предела, а затем практически стабилизируется в связи с тем, что доля времени, в течение которого поверхность омывается газом, снова начинает возрастать. По той же причине с определенного значения скорости начинает уменьшаться и теплоотдача от экваториальных образующих. Наоборот, теплоотдача от верхней образующей цилиндра с увеличением скорости псевдоожижения непрерывно возрастает, поскольку шапка частиц здесь все чаще сбрасывается пульсационными движениями слоя, но газовые пузыри к этой образующей практически не попадают и она все время охлаждается плотной фазой. При очень больших скоростях псевдоожижения, тем больших, чем больше диаметр цилиндра, максимальное по периметру значение а наблюдается именно здесь. [c.110]

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ ДВИЖЕНИИ ГАЗА С БОЛЬШОЙ СКОРОСТЬЮ [c.176]

При движении газа с большой скоростью теплоотдача выражается по обобщенному закону Ньютона — Рихмана. В него входит разность между действительной и адиабатической температурами стенкн [c.178]

Самое важное значение для внутренней поверхности нагревателя имеют два параметра — коэффициент теплоотдачи и коэффициент трения. Зная эти параметры, можно оценить рабочие характеристики существующего теплообменника или для заданных термодинамических условий найти оптимальные размеры разрабатываемой конструкции. Течение газа внутри трубок турбулентное при числах Рейнольдса 2-10 —б-Ю". Перенос тепла осуществляется вынужденной конвекцией рабочего тела. Плотность теплового потока от стенки к газу зависит от коэффициента теплоотдачи внутренней поверхности трубки, массового расхода и удельной теплоемкости газа. Два последних параметра можно в большой степени предопределить выбором газа, а также заданием рабочих объемов и скорости движения поршня, и на этой стадии в основном можно использовать аналитические решения. К сожалению, до настоящего времени не получено полного аналитического решения для теплообмена при вынужденной конвекции в условиях турбулентного течения. [c.248]

Очевидно, что при вынужденной конвекции теплоотдача интенсивнее, так как с повышением скорости среды изменяется режим ее движения — переход от ламинарного движения в турбулентное. При этом потоки среды, движущиеся не параллельно поверхности тела, а под углом, энергично ее омывают, и передача тепла конвекцией будет тем больше, чем больше этот угол. Таким образом, теплоотдача конвекцией в печах неразрывно связана с движением газов, она тем интенсивнее, чем выше турбулизация газов в рабочей камере печи, так как при этом за один и тот же промежуток времени большее количество молекул соприкасается с поверхностью нагреваемого металла. Сложность турбулентного движения определяет сложность передачи тепла конвекцией поэтому теплоотдача конвекцией не поддается точному расчету. [c.113]

Радиационные рекуператоры представляют собой вертикальный цилиндр с двойной стенкой, внутри которой движется с большой скоростью нагреваемый воздух. Благодаря большому внутреннему диаметру цилиндра (до 1,5 л и более) и высокой температуре отходящих газов велика теплоотдача излучением, что при малом тепловом сопротивлении стенки рекуператора обеспечивают большой коэффициент теплопередачи. Этот коэффициент возрастает при движении отходящих газов не только внутри, но и с наружной стороны цилиндра рекуператора. Испытания и расчеты радиационных рекуператоров показали, что коэффициент теплопередачи на условную внутреннюю поверхность цилиндра при одностороннем движении газов равен К = 20ч-50, при двустороннем движении К = 50ч-70 ктл/м -ч-град. [c.26]

В случае течения газа при больших градиентах температуры необходимо учитывать зависимость р, Ср, ц и X от Т. Расчет теплоотдачи и сопротивления в этом случае может быть проведен путем численного интегрирования системы уравнений энергии, движения и неразрывности, записанных в приближении пограничного слоя. Такой расчет выполнен, например, в Л. 19] для гелия, текущего в круглой трубе при однородном распределении скорости и температуры на входе и посто- [c.235]

Для учета влияния полей физических параметров на коэффициент теплоотдачи при большой скорости движения газа разработан также метод определяющей температуры. При расчете процессов теплоотдачи в соответствии с этим методом физические параметры газа необходимо выбирать по некоторой эффективной температуре, которая зависит от трех температур, оиределяюи1их форму температурного поля при большой скорости течения газа температуры поверхности Т, , адиабатной температуры стенки Т, и температуры на внешней грашще пограничного слоя Tis. По Э. Эккерту, эффективная температура определяется формулой [c.384]

Теплообмен при больших скоростях движения газа характеризуется рядом особенностей по сравнению с теплоотдачей, протекающей в условиях умеренных скоростей. Как известно, вследствие проявления вязкости жидкости в пограничном слое газ затормаживается у поверхности твердого тела. В результате этого торможения, а также передачи количества движения, обусловленного значительными градиентами скорости у стенки, температура жидкости у повер.хности этой стенки существенно повышается, что при умеренных скоростях не имело места. В адиабатических условиях теплоотвод через стенку отсутствует. Но повышение температуры raia у стенки обусловливает появление переноса тепла за счет теплопроводности из пограничного слоя газа в ядро потока. Таким образом, при движении газа с большой скоростью происходит одновременно два процесса, имеющих разное направление. С одной стороны, в пограничном слое выделяется некоторое количество тепла за счет, диссипации энергий. С другой стороны, некоторое количество тепла путем теплопроводности из пограничного слоя переходит в основной поток. Молекулярный перенос количества движения, согласно закону Ньютона, пропорционален коэффициенту кинематической вязкости молекулярный перенос тепла, в соответствии [c.176]

Согласно фор.муле (4.16) на отклонение нестационарного коэффициента теплоотдачи от квазистационарного значения наряду с изменением теплового потока во времени существенно влияет его изменение по длине канала, причем это влияние особенно существенно при больших скоростях движения теплоносителя, характерных для газов. В нестационарных условиях изменение теплового потока во времени обычно сопровождается его изменением но длине, и при сравнении нестационарной теплоотдачи с квазистациоиарной необходимо учитывать дд дг в нестационарных условиях. [c.85]

При осуществлении газификации коммунальных и промыш ленных предприятий первый путь использования горючих газов является основным, так как переоборудование топочных устройств котлов не требует больших переделок и ограничивается в основном установкой газовых горелок, регуляторной станции, газопроводов внутренних и на территории предприятия до соединения с городскими сетями. При этом переоборудование производится таким образом, что в случае необходимости установка может быть снова быстро переведена на твердое топливо или работать на обоих видах топлива одновременно. Следует отметить, что условия работы котлов на газовом топливе несколько иные, чем на твердом топливе, вследствие меньших избытков воздуха, с которым происходит сжигание газа. Последнее влияет на объем и скорости движения газов в установке, на получение более высоких температур топочных газов отсутствие загрязнения поверхностей нагрева уносош также изменяет условия теплоотдачи от газов к котлу. Так, производительность котлов, переведенных на газ, повышается на величину до 20—30, иногда до 50% температура отходящих газов обычно становится ниже сопротивление котельной установки при проходе продуктов сгорания резко снижается и требуемая сила тяги уменьшается иногда в 2—3 раза, что позволяет работать котлу без вентиляторов и дымососов в установках, где раньше они были необходимы снижается эффективность использования экономайзеров и воздухоподогревателей ухудшается работа дымовых труб, в смысле возможности опрокидывания тяги вследствие снижения в них [c.194]

Известно, что передача тепла конвекцией повышается с увеличением скорости движения печных газов примерно пропорционально скорости движения в степени 0,8 (48) и при большой скорости газов достигает 20% от всего количества тепла, переданного в рабочей камере печи. Установлено также, что если уменьшить толщину малопрозрачного газового потока (высоту печи) и одновременно с этим во столько же раз увеличить его скорость, т. е. оставить неизменным критерий Рейнольдса, то теплоотдача от газового потока остается почти неизменной [49]. [c.141]

Часто при расчете тепловой изоляции коэффициент тешлоотда-Ч.И в е имеет определяющего значения. Его велич1ина настолько велика, что сопротивлением теплоотдаче можно пренебречь (например, если теплоноситель — жидкость, конденсирующийся пар, пар и газ с большой скоростью движения). [c.258]

Конвекция частиц играет определ5пощую роль, когда диаметр частиц мал (д < 0,5-1 мм). От кипящего слоя таких частиц к погруженному в него телу (или от тела к слою) теплота передается на 2-3 порядка интенсивнее, чем к потоку чистого газа при той же скорости. Интенсификация теплообмена обеспечивается сочетанием большой концентрации частиц мелкозернистого материала и активного движения их около теплообменной поверхности. Из рис. 3.4 видно, что в плотном продуваемом слое неподвижных мелких частиц, несмотря на большую их концентрацию, коэффициент теплоотдачи сравнительно невелик, особенно при атмосферном давлении. Здесь теплота передается конвекцией газа, турбулизируемого прижатыми к теплообменной поверхности частицами, поэтому коэффициент теплоотдачи монотонно увеличивается с увеличением скорости газа и [c.93]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...