Влияние переменности физических свойств с температурой

Влияние переменности физических свойств с температурой [c.36]

Внешнему турбулентному пограничному слою с зависящими от температуры физическими свойствами уделялось мало внимания как в теоретическом, так и в экспериментальном отношениях. Однако расчет пограничного слоя газа с переменными свойствами связан с анализом высокоскоростных течений газа с вязкой диссипацией. В процессе исследования последней задачи была получена и некоторая информация о влиянии изменения физических свойств с температурой при умеренных скоростях газового потока. [c.323]

При умеренном диапазоне изменения физических параметров в инженерных расчетах пользуются теми же уравнениями, что и при постоянных физических свойствах, но с введением соответствующих поправок. Так, например, все физические характеристики определяются при температуре потока, а влияние переменности физических свойств учитывается в виде отношения значений вязкости или в виде отношения чисел Прандтля соответственно при температуре потока и стенки. Существуют и другие способы учета зависимости физических параметров от температуры. [c.334]

При k < 0,01 формула (8.7) обобщает режимы с ухудшением теплоотдачи вне зависимости от величины k. Максимум температуры стенки возникает в сечениях трубы с температурой жидкости ниже псевдокритической на несколько градусов. Вероятно, ухудшение теплоотдачи при k < 0,01 связано с влиянием переменности физических свойств по сечению потока на процессы турбулентного переноса. При к = 0,01 -н 0,4 под влиянием естественной конвекции происходит дополнительное снижение теплоотдачи. Максимумы температуры стенки возникают в сечениях трубы, где средняя температура ниже псевдокритической на 15—20° С и более. При к 0,4 снижение теплоотдачи под влиянием естественной конвекции вырождается и может наступить улучшение теплоотдачи. i В формулах (8.7), (8.8) Nu, Nuo — числа Нуссельта, рассчитанные по среднемассовой температуре [Nuq находится по формулам (4.1), (4.2)1 Ср = ( , — — — T y) — среднеинтегральная теплоемкость теплоносителя в ин- [c.105]

Рисунок 9-2 иллюстрирует влияние переменных физических свойств (в основном вязкости) масла МС-20 на распределение по радиусу температуры, скорости, массовой скорости и плотности теплового потока. Как видно из графиков, зависимость вязкости от температуры оказывает наибольшее влияние на профиль скорости (или массовой скорости, что в данном случае практически одно и то же). Изменение профиля скорости влечет за собой и соответствующее изменение в распределении плотности теплового потока, как это следует из уравнения (9-23). В случае охлаждения жидкости скорость вблизи стенки уменьшается по сравнению с изотермическим случаем. Это приводит к уменьшению конвективного переноса тепла вдоль оси в этой области и соответствующему увеличению плотности радиального теплового потока . При нагревании жидкости получается обратный эффект. [c.184]

Методы, учитывающие влияние зависимости физических свойств жидкости на и а, основаны на введении поправок в расчетные зависимости (аналитические решения, экспериментальные зависимости), полученные для условий постоянных физических свойств жидкости. Наибольшее распространение получили следующие два простых способа введения поправок способ определяющей температуры и способ фактора свойства- . По первому способу поправка вводится в форме физических констант жидкости ( i, i., с, р) при температуре (определяющей), подобранной так, что величины с ,иа для условий переменных свойств жидкости можно определять по формулам для постоянных свойств жидкости. По второму способу поправка, учитывающая переменность физических свойств жидкости, вводится в формулы для постоянных свойств жидкости в виде некоторой функции —отношения одной из физических констант при температуре стенки к той же константе при температуре за пределами пограничного слоя (или при среднемассовой температуре жидкости) [35]. [c.156]

Обычно применяются два способа введения поправок. По методу определяющей температуры все физические свойства, входяш ие в безразмерные комплексы (Re, Рг, Nu и др.), относят к некоторой характерной температуре, выбираемой таким образом, чтобы теплообмен и сопротивление при переменных свойствах можно было рассчитывать по зависимостям для постоянных свойств. В качестве определяющей принимают либо температуру поверхности, либо некоторую температуру, заключенную между температурой поверхности и температурой внешнего течения (или средней массовой температурой жидкости). Общего правила не существует. По методу фактора свойства все физические свойства определяются при температуре внешнего течения (или при средней массовой температуре жидкости), а влияние переменности свойств учитывается функцией отношения некоторого физического свойства при температуре стенки к тому же свойству при температуре внешнего течения (или при средней массовой температуре жидкости), Несмотря на широкое распространение метода определяющей температуры, его применение связано с определенными трудностями, особенно при расчетах теплообмена при течении в каналах. При использовании метода фактора свойства таких трудностей не возникает Например, для того, чтобы найти значение плотности при определяющей температуре для вычисления числа Re, необходимо разделять массовую скорость G = Vp на составляющие F и р. Но при течении в каналах G — массовый расход, отнесенный к поперечному сечению трубы, — является вполне определенным физическим параметром независимо от характера изменения плотности [c.309]

Современная полуэмпирическая теория позволяет достаточно надежно произвести расчет теплообмена и гидравлического сопротивления при турбулентном течении жидкости в трубах в предположении, что физические свойства жидкости не зависят от температуры. При переменных физических свойствах жидкости теоретический расчет пока является значительно менее надежным. В настоящее время влияние изменения физических свойств жидкости на теплообмен и гидравлическое сопротивление приходится учитывать на основе опытных данных. В связи с этим приобретают большое значение рациональное обобщение опытных данных и разработка практически удобных методов расчета. [c.331]

Вследствие важности частотных характеристик для синтеза систем автоматического регулирования желательно иметь достаточно простые аналитические выражения, позволяющие непосредственно вычислять амплитудные и фазовые характеристики теплообменников. Однако несмотря на большое количество работ, рассматривающих эти задачи, только в [Л. 5, 6], такие выражения можно найти для аппаратов с радиационным (независимым) подводом тепла и при обогреве жидкостью с постоянной температурой. Частотные характеристики в этих работах получены при возмущениях по температуре жидкости на входе, обогреву и расходу теплоносителя. Влияние переменных физических параметров жидкости на динамические свойства теплообменного аппарата исследовано в [Л. 6]. Амплитудно-частотная 120 [c.120]

Процесс теплоотдачи происходит при переменной температуре по толщине пограничного слоя или радиусу трубы, следовательно, будут переменными все величины, характеризующие физические свойства жидкости, такие, как коэффициент вязкости р,, теплопроводность Я, теплоемкость с, плотность р. Перечисленные величины оказывают в той или иной степени влияние на распределение скорости и температуры поперек пограничного слоя, а следовательно, на коэффициенты трения f и теплоотдачи а. [c.156]

Физические параметры жидкости или газа (>,, а, v) в уравнениях (2-85) и (2-86) выбирают при температуре = <с /2/Д л1 (знак + соответствует охлаждению жидкости, знак — — нагреванию), в уравнениях (2-ет) и (2-88) — при температуре tr=y2(t +t), в уравнении (2-89)—при температуре fiK = /2( ж1+ жг), а в уравнении (2-90) — при средией массовой температуре жидкости t на расстоянии X от входа. Влияние переменных физических свойств учитывается с помощью коэффициентов 1 ) и фг- Для газа при не слишком больпшх температурных напорах (0,5 Гс/Г 2) можно принять )i фг 1 Для капельных жидкостей в условиях существенного изменения вязкости по сечению по- -0,Н [c.164]

В Правую часть (9-44) не входит коэффициент теплопроводности X. Это объясняется тем, что характер зависимости и A, от температуры качественно одинаков, что учитывалось при выборе типа интерполяционного уравнения. Введение среднеинтетральных параметров Ср и я обусловлено немонотонным характером изменения теплоемкости и вязкости с температурой. Сравнительно небольшая точность уравнения (9-44) объясняется тем, что в целях простоты и удобства влияние переменных физических свойств на теплообмен учитывается с помощью параметров pd p, Лс/ х и Рс/рж, которые отражают изменение физических свойств лишь в интервале изменения температуры от i до t. Между тем на теплоотдачу, естественно, влияет характер зависимости физических свойств от температуры во всем интервале ее изменения от t до ir=o- Если при турбулентном течении отношение t — [c.195]

Влияние перемеиности физических свойств теплоносителя. При теплообмене в условиях больших температурных напоров (больших тепловых нагрузок) свойства теплоносителя заметно изменяются по сечению потока и длине канала, что существенно сказывается на теплообмене и гидравлическом сопротивлении. Различный характер изменения свойств разных веществ (и даже одного и того же вещества в разных интервалах изменения температуры и давления) затрудняет, а в общем случае и исключает единое описание особенностей теплоотдачи и гидравлического сопротивления при переменных свойствах теплоносителя, т.е. выявление условий подобия процессов и их единое критериальное обобщение. В соответствии с этим принято отдельно рассматривать капельные жидкости, газы и теплоносители в сверхкритической (околокрити-ческой) области состояний. [c.221]

Более детально теплообмен и сопротивление в круглой трубе при течении газа с переменными физическими свойствами исследованы Ворсе-Шмидтом и Леппертом [Л. И]. Система уравнений движения, энергии и неразрывности, записанная в приближении пограничного слоя, решалась численно, методом конечных разностей. Расчеты проведены для воздуха с учетом зависимости р, ср, ц и Я, от Г, а р также и от /7 в соответствии с уравнениями (3-5), (3-7),. (3-9) и (3-10) при значениях Пс=0,12 ==0,67 и п. =0,7il и значении числа Рг= 0,72 (при температуре газа на входе). Параметры потока выбраны так, чтобы влияние диссипации энергии, работы расширения газа и свободной конвекции было пренебрежимо малым. На входе в трубу заданы параболический профиль скорости и однородное распределение температуры (7 =7 о), а на стенке задано постоянное значение температуры (Т=Тс), [c.137]

Метод учета переменной вязкости в виде поправки (м-с/Чд ж) ° ° и приближенного учета изменения (к п а путем относения их к температуре г, по-видимому, можно использовать при расчете теплоотдачи в призматических трубах различной геометрической формы (до получения более полных данных). Конечно, эти поправки должны вноситься в уравнения, полученные в предположении о постоянстве физических свойств для труб заданной формы. Отметим также, что они справедливы лишь для капельных жидкостей. Влияние всех переменных физических свойств (а не только вязкости) на теплообмен в цилиндрических трубах некруглого сечения можно приближенно учитывать, пользуясь методами, разработанными для круглых труб (см. гл. 7 и 9). [c.269]

Все большую поддержку со стороны правительства и промышленности находит автоматизация литья по выплавляемым моделям. Эта деятельность уже привела к улучшению качества и экономических параметров продукпии в части производства изложниц и отливок направленной кристаллизации. Близки к реальности полностью автоматизированные вакуумные печи для литья изделий с равноосной структурой, а некоторые функции поддаются программированию на уже действующем оборудовании. Главным тормозом в настоящее время является осуществление точных замеров температуры. Ранее мы уже упоминали, что началом автоматизации литейного производства будет прогресс в автоматизации неразрушающей дефектоскопии. Большой интерес привлекает развитие компьютерного моделирования процессов кристаллизации. Число переменных, оказывающих свое влияние на свойства продукции весьма значительно принимая во внимание это обстоятельство и учитывая существующие допуски, было бы слишком рано предсказывать степень успеха, который ожидает такое моделирование, тем более что большинство изделий из суперсплавов отличается весьма сложной формой, а сведения об их физических свойствах пока что отсутствуют. Тем не менее. Конструкторам было бы очень полезно иметь возможность для компьютерного проектирования и анализа пробных отливок при сохранении функций по окончательной отладке процесса за существующими технологическими методами. [c.195]

Изучение важнейших физико-химических механизмов в условиях турбулентного течения многокомпонентной реагирующей газовой смеси, ответственных за пространственно-временные распределения и вариации определяющих макропараметров (плотности, скорости, температуры, давления, состава и т.п.), особенно эффективно в сочетании с разработкой моделей турбулентности, отражающих наиболее существенные черты происходящих при этом физических явлений. Турбулентное движение в многокомпонентной природной среде отличается от движения несжимаемой однородной жидкости целым рядом особенностей. Это, прежде всего, переменность свойств течения, при которой среднемассовая плотность, различные теплофизические параметры, все коэффициенты переноса и т.п. зависят от температуры, состава и давления среды. Пространственная неоднородность полей температуры, состава и скорости турбулизованно-го континуума приводит к возникновению переноса их свойств турбулентными вихрями (турбулентный тепло- и массоперенос), который для многокомпонентной смеси существенно усложняется. При наличии специфических процессов химического и фотохимического превращения, протекающих в условиях турбулентного перемешивания, происходит дополнительное усложнение модели течения. В геофизических приложениях часто необходимо также учитывать некоторые другие факторы, такие, как влияние планетарного магнитного поля на слабо ионизованную смесь атмосферных газов, влияние излучения на пульсации температуры и турбулентный перенос энергии излучения и т.п. Соответственно, при моделировании, например, состава, динамического и термического состояния разреженных газовых оболочек небесных тел теоретические результаты, полученные в рамках традиционной модели турбулентности однородной сжимаемой жидкости, оказываются неприемлемыми. В связи с этим при математическом описании средних и верхних атмосфер планет возникает проблема разработки адекватной модели турбулентности многокомпонентных химически реагирующих газовых смесей, учитывающей сжимаемость течения, переменность теплофизических свойств среды, тепло- и массообмен и воздействие гравитационного поля и т.п. Эти проблемы рассматриваются в данной части монографии. [c.9]

Для упрощения задачи он пренебрегает изменением физических свойств жидкости с температурой, принимая во внимание их величины при средней температуре. Пренебрегает он также инерционными силами и трансформацией сил трения в тепловую энергию и не учитывает влияние лучепрозрачностн стекла, ограничиваясь перечисленными десятью факторами или, как называет их автор, математическими независимыми переменными. [c.632]

Во всех вышеупомянутых работах было показано, что при заданных заранее переменных условиях на поверхности тела (близких к реальным) использование закона Ньютона, а следовательно, и коэффициента теплообмена неприемлемо. Однако закон зависимости температуры стенки от координат и от времени не может быть задан apriori , а должен быть получен путем совместного решения уравнений распространения теплоты в жидкости и твердом теле вместе с уравнениями движения, причем на границе твердое тело — жидкость температуры и тепловые потоки равны, т. е. должна решаться так называемая сопряженная задача теплообмена [Л. 4-4, 4-5]. При такой постановке учитывается взаимное тепловое влияние тела и жидкости, которое при прежней постановке не учитывалось, в результате чего теплообмен оказывался не зависящим от свойств тела, его теплофизических характеристик, размеров, распределения источников в теле и т. д., что, очевидно, противоречит физическому смыслу. Особенно важно рассматривать задачи теплообмена как сопряженные для случая нестационарного теплообмена. Действительно, даже в предельном случае, когда коэффициент теплопроводности твердого тела очень большой (Xj->-oo), температуру поверхности нельзя считать постоянной, так как хотя она и не зависит от координат точек поверхности, но изменяется во времени. Однако в отличие от стационарного теплообмена даже н в этом предельном случае [c.258]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...