Теплообмен при высоких скоростях

Конвективный теплообмен при высоких скоростях газов [c.437]

ТЕПЛООБМЕН ПРИ ВЫСОКИХ СКОРОСТЯХ [c.266]

На практике теплообмен при высоких скоростях встречается при течении газовых потоков в турбинах, соплах, а также при полете самолетов и ракет в атмосфере. Для капельных жидкостей одним из примеров значительного проявления эффекта диссипации энергии может служить процесс разогрева слоя жидкой смазки в подшипниках при высоких скоростях вращения. [c.268]

Теплообмен при высоких скоростях...........286 [c.343]

КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН ПРИ ВЫСОКИХ СКОРОСТЯХ и ТЕМПЕРАТУРАХ ГАЗОВОГО ПОТОКА [c.27]

КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН ПРИ ВЫСОКИХ СКОРОСТЯХ ТЕЧЕНИЯ [c.327]

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]

ТЕПЛООБМЕН ПРИ ВЫСОКОЙ СКОРОСТИ ГАЗОВОГО ПОТОКА [c.231]

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]

Опыты показывают, что расчет по гомогенной модели дает удовлетворительное согласование с измеренными значениями перепадов давлений при высоких скоростях смеси, что является естественным, так как при этом двухфазная смесь действительно представляет собой достаточно однородную структуру. Это следует и из анализа 7.4, где было показано, что с ростом скорости смеси скольжение фаз становится менее существенным. Точность расчета по гомогенной модели еще более возрастает, если двухфазная смесь находится под высоким приведенным давлением =р/р р) такие условия характерны для теплообменного оборудования ТЭС и АЭС. В [10] сообщается о сопоставлении опытных данных о потере давления в трубах с кипящей водой при давлениях р > 11 МПа и [c.324]

При Х>1 уровень теплообмена соответствовал конвективному теплообмену в насыщенном паре при малых расходах и несколько превышал его при высоких скоростях потока, что, видимо, связано с повышением термодинамической неравновесности потока (наличием капель влаги в перегретом потоке пара). [c.131]

ДЫ (форсированные теплообменные системы, реактивные аппараты, лопатки газовых турбин и т. п.). В этих условиях проблема теплообмена при высокой скорости течения среды приобрела большую остроту. Между тем, теория теплообмена совершенно не была подготовлена к решению этих задач. [c.369]

Из-за высоких температур в цилиндре двигателя (порядка 1600...2000 °С) цилиндр приходится интенсивно охлаждать, чаще всего водой (водяное охлаждение) или воздухом (воздушное охлаждение) поэтому между стенками цилиндра и продуктами сгорания все время происходят интенсивный теплообмен и дополнительная потеря теплоты. Действительные процессы, протекающие в двигателе внутреннего сгорания, являются необратимыми (происходят с конечными скоростями, трением и теплообменом при конечной разности температур) поэтому индикаторную диаграмму нельзя отождествлять с термодинамическим циклом. [c.111]

Для охлаждения газа или воды в двухконтурных схемах используют теплообменные аппараты типа, ,труба в трубе" и кожухотрубчатые. Аппараты типа, ,труба в трубе" выпускают на рабочее давление 6,4 МПа и выше и температуру охлаждаемой среды до 473 К. Аппараты просты по конструкции. Их можно эксплуатировать с высокими скоростями движения теплоносителей, но они имеют большие затраты металла на единицу поверхности теплообмена, небольшие поверхности теплопередачи, занимают значительную площадь при установке на КС. Длина труб диаметрами 25—133 мм изменяется в пределах 3—12 м. Выпускают одно- и многопоточные теплообменники с гладкими или ребристыми поверхностями теплообмена. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты для охлаждения воды или газа выпускают в основном двух типов без компенсаторов и с компенсаторами на плавающей головке. Диаметры кожухов от 385 до 1400 мм. Рабочее давление до 6,4 МПа. Единичные поверхности аппаратов от 221 до 1090 м . Аппараты с плавающей головкой применяют в том случае, когда имеются значительные температурные перепады между теплоносителями. В условиях КС температурные перепады между газом и водой относительно невелики, и можно использовать аппараты без компенсаторов, так как они значительно проще и дешевле. В охлаждении газа используют и оросительные аппараты. Вода, охлажденная в градирне, поступает на поверхность аппарата, выполненного в виде пучка труб, внутри которых движется газ. [c.131]

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]

Опытные данные по теплообмену в области высоких скоростей пара не могут быть использованы для определения коэффициента теплоотдачи вследствие инверсии температуры калия. При определении А Га в настоящей работе предполагается отсутствие влияния скорости теплоносителя на коэффициент теплоотдачи при кипении калия. Для расчета величины АГ используется зависимость АТ =д/ а, где а определяется по формуле (3). [c.14]

В [12, 13] было показано, что в области развитого кипения и зоне испарения пристенной жидкостной пленки имеются три основных фактора, интенсифицирующие теплообмен при движении двухфазного потока в каналах. Это удельный тепловой поток q, скорость циркуляции Wq и скорость движения парового ядра w . В зависимости от характера течения двухфазного потока степень влияния каждого из отмеченных выше факторов может проявляться различным образом. В области малых весовых расходов и паросодержаний преобладающую роль играет тепловая нагрузка. С ростом весового расхода двухфазного потока заметное влияние на коэффициент теплоотдачи Ядф начинает оказывать наряду с q и скорость циркуляции Wq. Наконец, в области высоких паросодержаний (дисперсно-кольцевой режим течения) коэффициент теплоотдачи интенсифицируется из-за турбулизирующего воздействия парового ядра потока. [c.195]

Рассмотрим теплообмен при обтекании плоской пластины при условии, что стационарное течение сопровождается колебаниями скорости внешнего потока высокой частоты, причем закон колебания внешнего потока соответствует гармонической стоячей волне, т. е. [c.123]

Конвективные печи применяются при нагреве металлов, поверхность которых характеризуется высоким коэффициентом отражения, например для алюминиевых сплавов, а также в некоторых других случаях, когда радиационный вид теплообмена играет подчиненное значение. Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что во многих практических случаях, наряду с доминирующим радиационным теплообменом, ощутимую роль играет и теплопередача конвекцией (область рабочих температур 500—900°, высокие скорости теплоносителя). При особенно больших скоростях теплоносителя конвективная теплопередача может играть известную роль даже при температурах свыше 1200—1400°, как это, например, имеет место в секционных печах для скоростного нагрева металла (см. рис. 152). [c.287]

Обычно высокоскоростные течения изучаются в аэродинамике высоких скоростей. Однако влияние превращения механической энергии в тепловую на теплообмен и сопротивление может быть велико даже при умеренных скоростях движения жидкостей с достаточно высокими числами Прандтля. Мы рассмотрим только среды с числами Прандтля, близкими к единице, главным образом газы. [c.327]

Независимо от конструктивного оформления и условий теплообмена любой контактный датчик температуры в той или иной степени искажает температурное поле исследуемого объекта. На точность измерения оказывает влияние большое количество факторов. При измерении температур жидкостей и газов такими факторами являются отвод тепла по элементам конструкции датчика, лучистый теплообмен между датчиком и более холодными (горячими) стенками канала, по которому проходит газ. Так как температура среды изменяется во времени, то возникают ошибки, обусловленные нестационарностью теплообмена. Аналогичная картина наблюдается и при измерении нестационарных поверхностных температур твердых тел. В потоках газа с высокой скоростью возникает дополнительная погрешность из-за аэродинамического нагрева. [c.370]

Проходящая через форсунку вода разбивается на отдельные струи, благодаря чему значительно повышается теплообмен между водой и паром. Но для эффективного распыления необходимо обеспечить некоторую минимальную скорость движения воды. При постоянной скорости можно применять нерегулируемые форсунки в случае переменной подачи воды требуется обеспечить регулировку, осуществляемую вручную или автоматически. Считают, что в данных условиях работы форсунка любого типа не подвержена засорению и может быть успешно применена для вод с высоким содержанием растворенных бикарбонатов. [c.64]

При проведении процесса тепло- и массообмена в тонком слое сильно возрастает поверхность контакта фаз, что интенсифицирует процесс. При этом достигается высокая скорость движения пленки обрабатываемой жидкости, что сокращает время ее взаимодействия с поверхностью нагрева и снижает накипеобразование. Подавление пузырькового кипения, наблюдаемое при получении пара из морской воды в тонкой пленке, существенно уменьшает градиент концентрации растворенных веществ у теплообменной поверхности, что также сказывается на накипеобразовании. Наконец, в тонкопленочных аппаратах весьма малы вспенивание и унос солей с паром. [c.156]

Тепловой режим конструкций энергетических устройств из композитных материалов (КМ) в ряде случаев характеризуется интенсивным теплообменом на поверхности, высокими скоростями изменения температуры во времени и большими градиентами температур внутри этих конструкций. При этом в материале возникают нелинейные физико-химические явления, которые часто ведут к снижению несущей способности конструкций. К ним относятся структурные фазовые превращения, взаимодействие компонентов, расслоение, температурные и структурные напряжения, изменение теплофизических, упругих, прочностных и других характеристик, реологические эффекты. Расчет предельного состояния конструкции, находящейся в таких условиях, должен включать описание процессов теплопроводности, термо- и вязкоупругости, кинетики химических реакций, аэродинамики фильтрующих газов, диффузии, а также требует из-за анизотропии свойств определения большого количества теплофизических и механических характеристик материалов. Точный расчет с учетом изменения характеристик от температуры весьма сложен, так как связан с решением нелинейных интегродифференциальных уравнений с переменными коэффициентами. На достоверность его результатов большое влияние оказывает трудность представления и выбора достаточно полно отражающей действительность модели процесса, связанного с необратимыми явлениями. [c.7]

В данном разделе будет рассмотрен теплообмен, излучением в поглощающей, излучающей, но нерассеивающей серой среде, ограниченной двумя параллельными поверхностями, при заданном распределении температуры. Такая постановка задачи соответствует физической ситуации, когда теплообмен излучением происходит при течении высокотемпературного поглощающего и излучающего газа с высокой скоростью между двумя параллельными пластинами. На фиг. 11.5 представлена геометрия задачи и соответствующая система координат. Предположим, что границы т = О и т = То непрозрачные, серые, излучают и отражают диффузно, имеют степени черноты ei и ег, отражательные способности pi и р2 и поддерживаются при температурах Ti и Т гхо-ответственно. Распределение температуры в среде между границами Г(т) задано. Требуется найти плотность потока результирующего излучения в сред-е. [c.438]

Теплообменники, являющиеся важнейшим видом химического оборудования, выходят из строя, главным образом, вследствие коррозии теплопередающих поверхностей труб и трубных досок. Они как правило, эксплуатируются в наиболее агрессивных средах при высоких температурах, давлениях, скоростях материальных и тепловых потоков, эрозионном и абразивном воздействии и т. п. Кроме того, большинство теплообменных аппаратов имеют сложную конфигурацию и подвергаются коррозионному воздействию как со стороны коррозионноактивной охлаждаемой среды, так и со стороны хладоагента (воды). Замена металла химически стойкими полимерными материалами малоэффективна. Так, в работе [10] сообщается [c.145]

Изучение влияния поверхностно-активных веществ на теплообмен в конденсаторном участке ЦТТ в В1гдс усеченного конуса показало, что характеристики теплообмена явно улучшаются (рис. 41, б). Это особенно заметно при низких скоростях вращения. При высоких скоростях центробежная сила вызывает сплющивание капель, что приводит к полному смачиванию стенки. [c.132]

В литературе имеется много приближенных аналитических исследований транспирационного охлаждения при высоких скоростях массопереноса. Эти решения являются также и решениями -уравнения. Типичным примером такого исследования является работа Рубезина [Л. 5]. В этой работе изучался теплообмен при продольном обтекании поверхности высокоскоростным потоком с учетом вязкой диссипации и зависимости физических свойств от температуры. Мы рассмотрим здесь только результаты, полученные при М = 0 и малых температурных напорах. [c.380]

Таким образом, возможность определения данных по массооб-мену из опытов по теплообмену позволяет значительно расширить объем сравнительно скудных прямых опытных данных по массопере-носу. Полученный выше результат можно преобразовать с помощью уравнения (15-11) и получить приближенное значение массопроводи-мости при высоких скоростях массопереноса. [c.387]

Учет зависимости физических свойств жидкости от температуры. Критерии подобия, а следовательно, уравнения связи между ними получены с предпосылкой о независи-мооти физических параметров жидкости от температуры. Однако в процессах теплообмена, протекающих при высоких тепловых потоках, при -больших скоростях, при различном направлении теплового потока и др., физические параметры жидкости нельзя считать постоянными. Так, теплообмен при высоких тепловых потоках приводит к резкому изменению Температур по сечению потока. При больших скоростях диссипация энергии о погра- [c.145]

При этом установлено, что л = 0,41, а коэффициент М для крупных установок и при высоких температурах газа в случае движущегося слоя значительно меньше (иногда на порядок), чем в случае неподвижного слоя в лабораторных установках. Указывается на зависимость коэффициента М от весовой скорости (при W< <800 кг/м -ч), температуры (150—1 500°С), диаметра шаров (8—33 мм) и отношения водяных чисел. В работах Л. С. Пиоро [Л. 236, 237] получено, что данные по теплообмену в противоточно продуваемом слое на по-320 [c.320]

В теории и практике движения газожидкостных смесей в грунтах их скорость мала и влияние инерционной составляющей сопротивления двухфазного потока обычно не учитывается, поэтому и вопрос о ее расчете не исследовался. Процессы испарения потока теплоносителя в порио тых структурах теплообменных элементов отличаются высокими скоростями течения двухфазной смеси, при которых значение инерционной составляющей сопротивления может быть значительным. [c.94]

Во всех рассмотренных до сих пор задачах вынужденной конвекции предполагалось, что скорости и градиен ты скорости потока невелики и влиянием кинетической энергии и вязкой диссипации можно пренебречь. Теперь нам хотелось бы рассмотреть влияние высоких скоростей и диссипации энергии на теплообмен и сопротивление. Хотя эти эффекты могут быть весьма существенны при течении в трубах, мы рассмотрим их главным образом применительно к внешним пограничным слоям, поскольку этот случай имеет весьма большое значение в технике. [c.327]

Эта потребность возрастет в 20 раз. Создание высокопроизводительных опреснительных установок требует применения титановых сплавов. Применение титановых труб в теплообменных и опреснительных установках позволило увеличить выход конденсата с 2840 до 5680 м в сутки. Вследствие этого оказалось возможным снизить массу трубной системы теплообменных аппаратов на 75—80% по сравнению с медноникелевыми сплавами. Уменьшение толщины стенок труб из титановых сплавов позволяет улучшить теплообменные характеристики трубной системы, несмотря на их меньшую теплопроводность по сравнению с медноникелевыми или нержавеющ,ими трубами. Опытные системы с трубами и арматурой из титановых сплавов проработали в воде свыше 39 мес при скорости потока до 6,1 м/с без признаков повреждений при очень высоких скоростях потока (42 м/с), недопустимых для любых других материалов, отмечены незначительные коррозионно-эррозионные процессы износ — 0,2 мм/год. Следует отметить при этом, что высокая удельная прочность титановых сплавов позволяет уменьшить размеры, массу и улучшить условия размещения систем. Если учесть, что усталостная прочность титановых сплавов не снижается в воде, то можно охарактеризовать их как идеальный материал для трубопроводов. Зарубежные специалисты отмечают, что титановые сплавы подвержены биологическому обрастанию в такой же мере, как нержавеющие стали. Однако процесс очистки титановых систем значительно проще. Кроме обычных противообрастающих красок возможно хлорирование титановых систем с промыванием теплой водой (52° С) при скорости до 1,6 м/с. После снятия обрастания не наблюдаются щелевая или питтинговая виды коррозии. [c.235]

Для ряда оболочечных конструкций энергетических устройств, тепловые режимы которых в процессе эксплуатации характеризуются интенсивным теплообменом на поверхности, высокими скоростями изменения температуры во времени и большими градиентами температуры (до 1500К по длине), а силовые — неравномерно распределенным по поверхности внешним давлением, основными конструкционными материалами являются КМ на углеродной основе (типа углерод-углерод ). Воспроизведение внешних воздействий при лабораторных испытаниях их на проч- [c.367]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...