Сложный теплообмен и теплопередача

СЛОЖНЫЙ ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА [c.180]

Сложный теплообмен и теплопередача...........193 [c.342]

Теплопередача — это учение о процессах переноса теплоты в пространстве от одного тела к другому. Теплообмен между телами — сложное явление, и осуществляется тремя простейшими, принципиально отличными друг от друга, способами теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением. [c.89]

В связи с тем, что теплоотдача в реальном тормозе представляет собой сложный процесс, при котором происходит теплообмен с окружающей средой и теплопередача в детали, соприкасающиеся с фрикционными элементами, при расчете 1Йр целесообразно пользоваться усредненными значениям а. Усредненное значение коэффициента теплоотдачи в предположении, что она происходит по закону Ньютона, может быть определено при аппроксимации экспериментальной кривой охлаждения элемента, нагретого до установившейся температуры с помощью функции ( в о = 0) (рис. 7) [c.194]

Возможны любые сочетания из трех указанных элементарных видов теплообмена. Такой сложный теплообмен, всегда имеющий место в реальных условиях, называется собственно теплопередачей. Примером его может служить теплообмен между топочными газами в паровом котле и водой, движущейся по трубам, расположенным в топке и газоходах, Передача теплоты от факела горящего топлива к наружным поверхностям стенок труб осуще- [c.62]

В настоящей главе и в большей части предыдущего изложения рассмотрен лучистый теплообмен без учета движения среды и явлений теплопроводности и конвекции. Влияние движения среды и теплопроводности формально учитывали введением в уравнение баланса члена Япр — приведенного тепловыделения, что по существу исключало учет влияния этих явлений. Исключением из этого является вывод в гл. 2 уравнения энергии в развернутой форме. В действительности почти во всех случаях одновременно,,с теплообменом излучением происходит передача тепла теплопроводностью и конвекцией и перенос тепла за счет движения среды. Совокупность процессов лучистого теплообмена и этих явлений называют сложным теплообменом. Изучение последнего имеет большое практическое значение. Явления сложного теплообмена в настоящее время еще мало изучены. Настоящая монография посвящена радиационному теплообмену и лишь в малой степени захватывает явления сложного теплообмена, ограничиваясь в этой части практическими задачами расчета излучения в агрегатах, где явления радиационного теплообмена не могут решаться без учета движения среды. Теплопередача теплопроводностью, молекулярной и турбулентной, не учитывается. В большинстве случаев радиационного теплообмена она, по-видимо-му, не играет большой роли и, во всяком случае, не является решающей. [c.329]

Практически все три рассмотренных вида теплопередачи сопутствуют один другому и происходит сложный теплообмен. Сложный теплообмен характерен для металлургических печей и, в частности, для мартеновской печи. [c.67]

В реальных условиях тепло передается от одной жидкостной среды к другой в большинстве случаев одновременно всеми тремя способами теплообмена, т. е. имеет место сложный теплообмен. Для расчетов теплопередачи при сложном теплообмене вводят общий коэффициент теплопередачи к, показывающий, какое количество тепла передается от одной прилегающей к ограждению среды к другой среде через 1 поверхности ограждения за час при разности температур ( 1—одной и другой среды в 1° С. Тогда расчетная формула для сложного теплообмена приобретает такой общий вид [c.123]

Теплопередача в реальных узлах трения представляет собой сложный процесс, при котором происходит теплообмен с окружающей средой и теплопередача в детали, соприкасающиеся с элементами пары трения. Поэтому целесообразно для нестационарных процессов [c.265]

Когда теплообменный аппарат представляет сложное устройство и определить для него общее значение коэффициента теплопередачи затруднительно, производят определение коэффициента теплопередачи для отдельных частей теплопередающей поверхности. В этом случае расчетное значение коэффициента теплопередачи [c.87]

Тепловой расчет регенеративных теплообменных аппаратов из-за нестационарности в них процесса теплопередачи представляет собой очень сложную задачу и практически невозможен. В технике расчет регенераторов проводят по усредненным температурам при длительности цикла работы Тц = %1 -+ Тг (где Т1 и Тг — длительность периодов [c.291]

Величина 63/Я = е представляет собой термическое сопротивление слоя наружных отложений и носит название коэффициента загрязнения. Величина е зависит от вида топлива, скорости газа, диаметра, геометрии и способа компоновки труб в поверхности нагрева, фракционного состава золы. Оценка влияния загрязнения на теплообмен довольно сложна и проводится по экспериментальным (опытным) данным. Учитывается это в расчетах либо с помощью величины е, либо введением коэффициента тепловой эффективности поверхности г ), представляющего собой отношение коэффициентов теплопередачи загрязненных и чистых труб. Коэффициенты i)) тепловой эффективности коридорных фестонов, перегревателей, экономайзеров для различных топлив ( т < 1,03) приведены ниже. [c.201]

Тепло самопроизвольно распространяется от тел с большей температурой к телам с меньшей температурой. При наличии разности температур в одном теле или во многих телах (твердых, жидких и газообразных) возникает процесс теплообмена или теплопередачи, который протекает тем интенсивнее, чем больше разность температур. Теплообмен является сложным процессом. Однако ради простоты изучения различают три элементарных вида теплообмена теплопроводность (кондукцию), конвекцию и тепловое излучение. [c.134]

В действительности элементарные виды теплообмена не обособлены и в чистом виде встречаются редко. В большинстве случаев один вид теплообмена сопровождается другим. Например, обмен теплом между твердой поверхностью и жидкостью (или газом) происходит путем теплопроводности и конвекции одновременно и называется конвективным теплообменом или теплоотдачей. В паровых котлах в процессе переноса тепла от топочных газов к внешней поверхности кипятильных труб одновременно участвуют все три вида теплообмена — теплопроводность, конвекция и тепловое излучение. От внешней поверхности кипятильных труб к внутренней через слой сажи, металлическую стенку и слой накипи тепло переносится путем теплопроводности. Наконец, от внутренней поверхности труб к воде тепло переносится путем теплопроводности и конвекции. Следовательно, на отдельных этапах прохождения тепла элементарные виды теплообмена могут находиться в самом различном сочетании. В практических расчетах такие сложные процессы иногда целесообразно рассматривать как одно целое. Так, например, перенос тепла от горячей жидкости к холодной через разделяющую их стенку называют процессом теплопередачи. В книге рассмотрены основные количественные и качественные закономерности протекания этих как элементарных, так и более сложных процессов. [c.5]

При составлении таблиц обязателен переход к безразмерной форме математической модели процесса теплопередачи. Преимущества безразмерной формы математической модели процесса теплопередачи очевидны, так как [Л. 38] решение уравнений, представленных в безразмерной форме менее трудоемко, чем решение тех же уравнений в размерном виде, поскольку число переменных сокращается. По этой же причине объем расчетной работы по безразмерным решениям будет минимальным. Использование безразмерной формы записи дифференциальных уравнений и краевых условий позволяет обобщить явления различной физической природы, поскольку для большой группы взаимосвязанных явлений переноса системы дифференциальных уравнений оказываются тождественными, а физический смысл соответствующих безразмерных коэффициентов аналогичным. Следовательно, создается возможность не только научно обосновать моделирование нестационарных взаимосвязанных процессов, но и путем моделирования исследовать, отрабатывать сложные процессы, составлять таблицы, графики и т. д. Нестационарный тепловой режим твердого тела представляет несомненный интерес для конструктора, занимающегося проектированием тепловых машин и теплообменных устройств различного назначения. В связи с отмеченным рассмотрим тепловой режим твердого тела в условиях несимметричного нагревания для граничных условий третьего рода. [c.153]

Таким образом, при моделировании котлов сложная задача определения общего коэффициента теплопередачи k в пароперегревательных и котельных пучках с некоторым приближением может быть сведена к выявлению величины коэффициента теплоотдачи конвекцией который в рассматриваемых условиях оказывает решающее влияние на теплообмен. [c.155]

Современное учение о теплообмене развивается в двух направлениях. В одном из них исследования различных задач теплопередачи проводятся аналитическими методами. Во втором направлении, связанном преимущественно со сложными процессами теплообмена, имеет широкое применение экспериментальный метод исследования. Однако и в первом направлении эксперимент играет весьма большую роль, так как теплофизические параметры, а также параметры тепловых процессов, без которых нельзя провести ни один расчет, могут быть найдены лишь опытным путем. [c.3]

Расчет нагрева загрузки в общем случае представляет собой пространственную нестационарную задачу теплообмена между телами сложной геометрической формы с изменяющимися в ходе нагрева теплофизическими свойствами. Для практических расчетов печную камеру и загрузку разделяют на ряд отдельных частей (участков, ячеек), в пределах которых приближенно считают одинаковыми температуру и теплофизические свойства материалов. Связь между участками (каждого со всеми, участвующими с ни.ч в теплообмене) описываются уравнениями теплопередачи. Чем больше деление на участки, тем более точным будет решение. Такая модель процесса нагрева в печах может быть реализована в виде программы для цифровой ЭВМ, и на этом методе основаны используемые в настоящее время специальные тепловые расчеты [7]. [c.82]

Следовательно, для определения площади поверхности нагрева необходимо знать Q, к, АГ р. Для различных теплообменных аппаратов коэффициент теплопередачи /г зависит от свойств жидкостей, характера и направления их движения через теплообменник, температуры жидкостей, свойств материала разделительной перегородки и качества ее обработки. Значение к выбирают для различных материалов и теплообменников по специальным таблицам. При определении средней разности температур следует исходить из того, что температура жидкости в теплообменнике меняется по сложному закону. [c.156]

Теплоотдачей называется теплообмен между жидкостью и соприкасающейся с ней поверхностью твердой стенки. Это явление весьма сложно и будет подробно рассматриваться в гл. 12, посвященной конвективному теплообмену. В процессах, которые разбираются в настоящей главе, считается, что все данные, связанные с теплоотдачей и необходимые для расчета теплопередачи, заданы в условии задачи. Здесь имеются в виду две величины температура жидкости и коэффициент теплоотдачи. [c.189]

Для теплообменных аппаратов с перекрестным или смешанным током рабочих теплоносителей при наличии прямотока и противотока точное определение температуры температурного напора представляет сложную задачу. Поэтому расчет таких аппаратов проводят по расчетным формулам, соответствующим противотоку, с введением поправочного коэффициента к А/, который определяется по специальным графикам, приводимым в справочных пособиях по теплопередаче. [c.87]

Как показано на примере конвекции, отдельные способы распространения тепла, так сказать, в чистом виде встречаются редко. Чаще всего теплообмен осуществляется в результате совокупного действия теплопроводности, конвекции и теплового излучения. Сложные процессы переноса теплоты от одного теплоносителя к другому через разделяющую их твердую стенку называют теплопередачей. [c.56]

Рассмотрим общий случай передачи тепла от одного потоьа к другому через разделительную стенку. Пусть, например (рис. 13), по одну сторону стенок парового котла движется поток газов с высокой температурой (нагревающая среда), а по другую сторону стенок — поток воды с более низкой температурой (нагреваемая среда). В связи с наличием разности температур потоков тепло будет самопроизвольно переходить через разделительную стенку лт нагревающего потока к нагреваемому. В рассматриваемом случае теплопередачи участвуют все три способа теплообмена — теплопроводность, конвекция и излучение, т. е. происходит сложный теплообмен. Тепло передается одновременно излучением и конвекцией от горячих газообразных продуктов сгорания к стенкам котла (со стороны газов), затем — теплопроводностью через металлические степки и, наконец, конвекцией от стенок котла (со стороны воды) к нагреваемому потоку (воде). [c.35]

Выбор закона теплообмена очага пожара со строительными конструкциями в условиях объемного пожара зависит от ориентации строительных конструкций относительно очага и стадий объемного пожара. При определении огнестойкости конструкций выделяются две ориентации основных строительных конструкций горизонтальные и вертикальные несущие и ненесущие конструкции. Ориентация строительных конструкций определяет характер теплового и гидродинамического взаимодействия их с очагом пожара. Характер теплообмена зависит от оптических характеристик газовой среды, определяюш,ей процесс переноса лучистой энергии. Процесс сложного теплообмена в условиях оптически прозрачной и оптически плотной газовых сред в условиях пожара подробно рассмотрен в гл. 4 и 3. Основной областью применения моделирования на уровне усредненных параметров являются практические задачи, характерные для развитой стадии объемных пожаров. Основным процессом переноса тепла для объемных пожаров является сложный теплообмен в оптически плотных газовых средах. Эти процессы характерны для газовых сред с критерием Ви>1, что соответствует определенным значениям температур в очаге пожара 7 >Гви=1. При значении Ви<1, что соответствует значениям температур 7 < <Гец=1, процесс сложного теплообмена является аддитивным относительно лучистой и конвективной составляющих. Поскольку расчет температурного режима пожара начинается с нормальных условий, когда Г<7 ви=1, то в начальные моменты времени основные законы для оптически плотных сред применять нельзя. В начальной стадии пожара, ограниченной временем 0модель оптически прозрачного газа, и в развитой стадии пожара используется модель оптически плотного газа при значениях Т> >7 ви=1. Между этими двумя режимами теплопередач существует переходная область, связанная с конечными скоростями перехода режимов теплопередачи из одного в другой. По значению среднеобъемной температуры переходная область лежит в диапазоне зна-чснии температур Т исп <7 <7 ви=1. Используя линейную экстраполяцию изменения коэффициента теплообмена в переходной области горения, его можно определить как [c.235]

При высоких температурах и наличии хотя бы небольшой разности температур стенки и (ближайшего к ней ряда частиц должна иметься и существенная радиационная составляющая теплоотдачи. Поэтому. при оценке механизма теплоотдачи в таких системах следует предпочесть термины кондуктивно-коивективный при низких температурах и сложный при высоких. Правда, автор [Л. 320], анализируя свои опытные данные по теплообмену гравитационного движущегося слоя со стенкой вертикальной трубы, утверждает, что установлено отсутствие заметного радиационного теплообмена как для плотного, так и для еплотного слоев при температурах до 900 С . Однако это правильно только для условий опытов [Л. 320], где было велико термическое сопротивление слоя. Поэтому не приходилось ожидать существенного усиления теплопередачи из-за лучистого обмена даже при весьма большом увеличении коэффициента теплоотдачи слоя лучистым потоком. [c.116]

В работе [9] рассматривается более общая задача о теплопередаче в случае различных поверхностных сопротивлений всех четырех поверхностей и различных температур сред, в которые происходит теплообмен. На практике рост температуры достаточно велик, чтобы изменения теплопроводности и мощности источников с температурой оказались значительными. Данный метод применим в случае линейной зависимости мощности от температуры типа Лд (l-(-ai ). Изменение теплопроводности с температурой можно учесть, вводя вместо v переменную 0 из уравнения (6.10), приведенного в гл. I (см. также [10]). В работе [11] рассматривается более сложное граничное условие. Вопрос о тороидальных катущках с прямоугольным сечением разобран в [12J. [c.171]

Вместе с тем во многих случаях, учитывая отсутствие полной информации о значениях теплофизических констант на контактных поверхностях, а также сложное влияние на процессы теплопередачи промежуточных пленок окислов или смазок, можноограничиться приближенным описанием граничных условий, воспользовавшись результатами решения сравнительно простых задач о контакте полуограничей-ных тел. При этом вводится усредненная по объему тел начальная температура обрабатываемого металла Ою и инструмента 20 (здесь и в дальнейшем индексы 1 и 2 относятся соответственно к обрабатываемому металлу и инструменту). Теплообмен на контактной поверхности моделируется теплообменом двух полуограниченных тел. [c.142]

Известны муфельные печи Дресслера, в которых конвективный теплообмен между садкой и стенкой муфеля усиливается за счет естественной конвекции воздуха в рабочем канале, создаваемой сложными пустотелыми элементами. Для усиления теплопередачи муфельные печи строят многоканальными. [c.741]

Для описания данных по вынужденному конвективному теплообмену в двухфазных течениях обычно используются два приближенных метода. В одном из них просто комбинируются уравнения для кипения в большом объеме с уравнениями для вынужденного конвективного теплообмена в однофазном потоке. При такой процедуре могут потребоваться, а могут и не потребоваться весовые коэффициенты для каждого из двух членов. Во втором, более сложном методе для получения поправочного коэффициента к уравнению однофазного течения типа Диттуса — Бёльтера используется параметр Мартинелли хи. Вкратце будут рассмотрены и другие методы, применяемые для описания теплопередачи в двухфазных потоках. [c.281]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...