Тепловой поток для тел различной формы

Для выражения потока тепла через боковую поверхность трубопровода можно использовать различные форму- Г [c.139]

Проведен анализ и обобщены результаты теоретического и экспериментального исследования механизма турбулентного сечения в каналах различной геометрии. Даны основы теоретического описания турбулентного движения и показана физическая сущность различных статистических характеристик потока. Изложены методы экспериментального исследования структуры турбулентных течений. Рассматривается структура турбулентных потоков и механизм переноса количества движения и тепла на основе имеющихся данных. Анализируются особенности процессов гидродинамики и теплообмена в каналах различной формы. [c.351]

Чтобы выразить потоки тепла и массы через градиенты температуры и концентраций компонентов, надо воспользоваться законом Фурье и обобщенным законом Фика. Кроме того, на систему накладывается дополнительное условие связи потоков массы, которое имеет различную форму для разных процессов. [c.252]

Помимо рассеяния на локальных неоднородностях турбулентного происхождения, при благоприятных метеорологических условиях в тропосфере возникают слоистые образования (например, у резко очерченной границы облаков, на границе потоков теплых и холодных масс воздуха и т. д.). Достигая этих слоистых неоднородностей, радиоволны испытывают от их внешней границы частичные отражения (рис. 3.21). Неоднородности могут быть самой различной формы, размеров и ориентировки. Достаточно протяженные неоднородности порождают правильные (псевдо-зеркальные) отражения радиоволн (М, и Р на рис. [c.151]

Термоградиентный коэффициент определяется по методу стационарного потока тепла следующим образом. Образец, имеющий форму параллелепипеда длиной 12 см и сечением 3X3 или 4X4 см, покрытый со всех сторон надежной влагоизоляцией, устанавливается между двумя термостатами, имеющими различные температуры. Через 2—3 часа после установления стационарного распределения температуры по длине образца производится анализ поля влажности, для чего образец быстро разрезается на [c.267]

Математическое описание процессов тепло- и массопереноса, гидродинамики и характеристик турбулентности, распределения потоков нейтральных и заряженных частиц в элементах различного теплотехнического и энергетического оборудования базируется на фундаментальных законах сохранения массы, импульса, энергии, заряда. Сохраняющиеся физические величины являются экстенсивными, т.е. величинами, зависящими от количества вещества в рассматриваемой системе. Обобщенное уравнение переноса, выражающее в интегральной форме закон сохранения соответствующей экстенсивной величины для фиксированного в пространстве объема V, ограниченного поверхностью , имеет вид [35] [c.149]

В отсутствие акустического возмущения изменения температуры и плотности хромосферы с высотой определяются совместным решением уравнений гидростатического равновесия и уравнения переноса тепла в той или иной форме. Вязким трением обычно можно пренебречь, однако механизмы теплопередачи в условиях хромосферы сложны, разнообразны и не вполне изучены. Можно считать, что в хромосфере преобладает лучистый перенос энергии, однако если в нижних слоях его можно описывать диффузионным уравнением типа уравнения баланса тепла с коэффициентом теплопроводности, зависящим от температуры, то в верхних слоях преобладает перенос излучения в линиях отдельных атомов (в частности, водорода), что существенно увеличивает поглощение. (Заметим, что область роста температуры вообще нельзя корректно описать в диффузионном приближении, поскольку здесь поток энергии направлен в сто рону повышения температуры.) Поэтому приходится использовать различные уравнения для разных слоев хромосферы. [c.90]

Неравенство Планка и Фурье относятся к различным явлениям работе, совершаемой напряжениями при деформировании тела, и потоку тепла, взятого самого по себе. В реальной действительности эти два явления обычно взаимосвязаны, поскольку изменение формы тела обычно приводит к изменению его температуры (хотя иногда лишь к небольшому), а измене- [c.433]

Мы знаем, что два количества материала одного размера, веса, цвета и формы могут вести себя совершенно различно при одинаковых воздействиях внешних сил и потоков тепла. Следовательно, поведение данного образца зависит от физических свойств материала. При этом обычно считается, что приближенное представление об этих свойствах дают лабораторные испытания. Однако вопрос об экспериментальном определении свойств материалов сам по себе чрезвычайно сложен. Даже если бы мы могли установить совокупность экспериментов, которые показывали бы, как некоторые компоненты напряжения меняются при изменениях температуры и некоторых компонент деформации и скоростей деформации, трудно ожидать, что на основе ограниченного числа эмпирических соотношений мы получим описание свойств материала для достаточно широкого диапазона деформаций и температур. Другими словами, эмпирическая формула может описывать поведение материала для довольно специальных процессов деформирования, воспроизводимых в лаборатории, но та же самая формула может давать совершенно неудовлетворительные результаты при других деформациях. Для того чтобы избежать таких трудностей, надо установить некоторые правила, которым должны удовлетворять уравнения состояния материала, чтобы они давали удовлетворительные результаты для всех классов деформаций и температур, которые предполагается исследовать. Во-вторых, [c.222]

В этой главе мы получим систему основных уравнений тепло- и массообмена для поля потока жидкости, обтекающего тело. Используя закон сохранения массы, получим дра уравнения — уравнение неразрывности в уравнение диффузии. С помощью теоремы имйульсов выведем уравнения движения пограничного слоя и уравнения Навье — Стокса. И, наконец, на основании закона сохранения энергии получим различные формы уравнения энергии пограничного слоя и общее уравнение энергии потока вязкой жидкости. [c.33]

Проблемы конвективного теплообмена при низких давлениях те же, что в обычной газодинамике и теплотехнике, осложненные, однако, дополнительными эффектами. Речь идет в конечном счете об определении количеств тепла, которыми обмениваются твердые поверхности различной формы с обтекающим эти поверхности потоком газа. Указанные количества тепла, отнесенные к единице площади и единице времени, будем называть удельными потоками тепла или.просто тепловыми потоками. После приведения к безразмерному виду i(Nu, St) тепловые потоки оказываются функциями многих безразмерных параметров, из которых в первую очередь надо назвать числа Рейнольдса Re, Маха М, энтальпийный фактор hw, коэффициент аккомодации а и коэффициент диффузного отражения о. Как известно, эффекты разреженности проявляются, начиная с некоторых значений числа Кнуд-сена Кп, представляющего собой отношение средней длины свободного пробега молекул к характерному линейному размеру. Эффекты разреженности прежде всего приводят к изменению условий на твердой поверхности обтекаемого тела вместо прилипания, т. е. непрерывного перехода температуры и скорости от значений в газе к значениям в теле, появляются скольжение газа и скачок температур у стенки. Что касается уравнений, описывающих процесс обтекания и теплообмена, то практически в настоящее время пользуются уравнениями Навье-Отокса. [c.36]

Интенсив1юсть теплообмена характеризуется, как мы уже знаем (см. гл. IV), величиной теплового потока, возникающего в результате конвекции и излучения. Пути поступлеиия тепла физически различны, но результат один — температура тела растет с увеличением теплового потока, хотя и зависит, кроме того, от теплоемкости, теплопроводности и от формы тела. Часть тепла нагреваемое тело теряет в результате собственного теплового излучения. Таким образом, поступающий через внешнюю поверхность поток будет следующим [c.338]

Восточные сорта хлеба до настоящего времени выпекают в тандырах и торни — кустарных печах с тяжелым ручным обслуживанием и большим расходом топлива. Исследования по совершенствованию режимов выпечки узбекских лепешек в печах различных конструкций обнаружили возможность не только использовать описанные выше методики и измерительные средства, но и проверить аналитическое решение (2.56), поскольку средняя часть лепешек остается плоской на всем протяжении выпечки и выдерживается одномерность потоков теплоты. Простая геометрическая форма лепешек позволяет также с высокой точностью свести тепловой баланс для проверки методов тепло-массометрии в условиях производственных выпечек. [c.156]

Уравнения (9-21) и (9-22) хорошо согласуются с опытными данными при числах Прандтля от 0,5 до 30 в широком диапазоне чисел Рейнольдса. По рассмотренным причинам эти уравнения неприменимы при очень малых числах Прандтля. При высоких числах Прандтля уравнения дают заниженные по сравнению с опытными данными значения числа Нуссельта (по причинам, которые (будут рассмотрены ниже). Прежде чем обсуждать различные уточнения изложенного метода анализа, полезно несколько подроб нее исследовать полученное решение. Заметим, что Nu = = Ф(КеРг), а не постоянное ЧИСЛО, как в соответствующей задаче при ламинарном течении. Рассмотрим безразмерные профили температуры, построенные на рис. 9-4 по уравнениям (9-14), (9-15) и (9-19). При высоких числах Прандтля эти профили -почти прямоугольные , тогда как при низких числах Прандтля они более пологие и напоминают профили температуры при ламинарном течении. Выясним, в какой области потока в каждом из этих случаев сосредоточено основное термическое сопротивление. При высоких числах Прандтля оно сосредоточено преимущественно в подслое, тогда как при низких числах Прандтля термическое сопротивление распределено по всему сечению потока. Причину этого различия можно понять, если рассмотреть член уравнения энергии, определяющий полный перенос тепла, (ет/v) + (1/Рг). Ясно, что относительная роль турбулентного и молекулярного переноса тепла непосредственно зависит от числа Прандтля. Член уравнения энергии, определяющий молекулярный перенос тепла, 1/Рг не изменяется по радиусу трубы. Величина 8t/v, определяющая турбулентный перенос, напротив, изменяется от большого значения в ядре потока до нуля на стенке трубы. Форма профилей температуры и характер теплообмена при турбулентном течении зависят от [c.200]

Существует несколько решений точного уравнения энергии пограничного слоя при транспирационном охлаждении со вдувом различных газов в воздушный пограничный слой. В этих решениях учитывается не только совместный тепло- и массоперенос в пограничном слое, но и значительное изменение существенных для переноса свойств смеси (включая число Льюиса), Это особенно важно при высоких скоростях вдува, когда концентрация вдуваемого газа в 0-состоянии высока. (Заметим, что при В—>-0 число Стантона должно стремиться к значению, характерному для простого пограничного слоя воздуха с постоянными свойствами, независимо от того, одинаковы или различны составы вдуваемого газа и газа в основном потоке). Результаты расчетов для переменных физических свойств можно представить в той же форме и той же системе координат, что и для постоянных свойств (рис. 16-5 и 16-6). Однако Bh в этом случае не связана с сохраняемыми свойствами. [c.404]

Единственным путем произвольного, принудительного введения тепла через поверхность твердого тела является бомбардировка его электронами (электронный нагрев), при которой могут быть обеспечены граничные условия второго рода, заданные любой функцией времени. Если к этому добавить широкие пределы возможного увеличения интенсивности тепловых потоков (недоступные при других способах нагрева твердого тела при поверхностном подведении тепла), то становится очевидной необходимость точного количественного изучения метода электронного нагрева с целью превра[цения его в метод эталонирования теплового потока. Это позволило бы по-новому подойти к решению ряда старых задач и поставить много других. Например, в теплотехнических экспериментах обеспечивается исследование моделей произвольной формы при любых тепловых потоках, вводимых через поверхность в метрологии могут быть исследованы тепловые характеристики различных материалов в предельно возможном диапазоне температур и тепловых потоков в теории нестационарного теплообмена могут быть опробованы любые аналитические методы расчета температурных полей по заданным условиям на границе и, что еще важнее, могут быть развиты методы отыскания краевых функций по известному пространственно-временному температурному полю. Особенно трудной последняя задача становится в условиях фазовых превращений и при наличии химических источников тепла, участвующих в процессе теплообмена. В этом случае, помимо перемещения границ, становятся существенно непостоянными физические параметры тела и возникает необходимость отделить тепловые потоки, поступающие в тело со стороны среды, от независимых источников тепла (скрытой теплоты, теплоты химических реакций и т. д.). [c.140]

Теплообмен в условиях естественной конвекции осуществляется при местном нагревании или охлаждении среды, находящейся в ограниченном или неограниченном пространстве. Этот вид конвективного переноса тепла играет преимущественную роль в процессах отопления помещений и имеет значение в различных областях техники. Например, нагревание комнатЬого воздуха отопительными приборами, а также нагревание и охлаждение ограждающих конструкций помещений (стены, окна, двери и пр.) осуществляется в условиях естественной конвекции, или так называемого свободного потока. Естественная конвекция возникает в неравномерно нагретом газе или жидкости, находящейся в ограниченном или неограниченном пространстве, и может влиять на конвективный перенос тепла в вынужденном потоке среды. В больших масштабах свободное перемещение масс среды, вызванное различием ее плотностей в отдельных местах пространства, осуществляется в атмосфере земли, водных пространствах океанов и морей и т. д. За счет естественного движения нагретого воздуха в зданиях осуществляется его вентиляция наружным воздухом. Исследованием свободной конвекции занимался еще М. В. Ломоносов, который применял подъемную силу нагретых масс воздуха для устройства вентиляции шахт, а также для перемещения газов в пламенных печах. К настоящему времени достаточно полно изучен естественный конвективный теплообмен для тел простейшей формы (плита, цилиндр, шар), находящихся в различных средах, заполняющих пространство больших размеров по сравнению с размерами самого тела. Этот вид теплообмена подробно изучался в СССР академиком М. В. Кирпичевым и его сотрудниками. [c.323]

Из (5.1.18), (5.1.25) и (5.1.34) видно, что объемная скорость возникновения полной энтропии а в турбулизованном многокомпонентном химически активном газофазном континууме представляет собой билинейную форму, образованную обобщенными термодинамическими потоками и сопряженными с ними термодинамическими силами, имеющими существенно различную физическую природу. В нее вносят вклад перенос тепла, вещества, импульса, а также химические реакции. Так, производство энтропии <Т >]-А опи- [c.220]

Форма изложения материала в книге такова, что читатель ощущает себя в положении человека, ведущего профессиональный разговор с интересным и высокоэрудированным собеседником, свободно владеющим всем арсеналом теории и опыта в широкой области, далеко выходящей за пределы рассмотрения различных систем трансформации тепла. Термин — трансформаторы тепла (термотрансформаторы) В. С. Мартыновский понимал широко — как обозначающий любую систему преобразования энергии, в работе которой существенное место занимают тепловые потоки, проходящие через ее границы. [c.8]

Выше было показано, что при вынужденном течении кипящей насыщенной жидкости могут иметь место различные режимы течения, начиная от течения жидкости с пузырьками пара и кончая течением потока пара, содержащего каяельки жадкости. Эти режимы течения различают или по механизмам передачи тепла (феноменологическое описание), или по характерному пространственному распределению различных фаз (визуальное описание). Визуальное описание не всегда связано с изменением основных механизмов передачи импульса, тепла или массы, и наоборот. Кроме того, переходная область от одного режима течения к другому часто бывает неустойчивой, что делает точное выделение различных режимов затруднительным. Перечислим факторы, которые могут повлиять на изменение режима течения 1) условия на входе в капал 2) размеры трубы, ее форма и наклон 3) скорость течения 4) свойства жидкости 5) способ, посредством которого разные фазы вводятся в канал. [c.114]

И Егер ), где эта тема рассмотрена достаточно подробно. Цель настоящего пункта состоит в том, чтобы сравнительно простым способом показать, как неоплавляю-щийся и неиспаряющийся материал гипетзвукового объекта реагирует на тепловые потоки от гагретого газа в пограничном слое. Зависимость от времени тепловых потоков, действию которых подвергается гиперзвуковой объект, определяется траекторией движения объекта в атмосфере. Из равенства (1.10) следует, что общая теплопередача к объектам, имеющим равные начальные и конечные скорости и эквивалентным по размерам, форме и весу, будет одинаковой. Однако распределение потока тепла по времени будет различным. Объекты, круто входящие в атмосферу, будут подвергаться действию короткого, но интенсивного теплового импульса. На объекты, которые входят в атмосферу под малым углом атаки [c.90]

Применим предложенный метод к расчету матричных теплообменников [245]. Контактные матричные рекуператоры (КМР), или теплообменники, нашли широкое применение в различных отраслях науки и техники [246, 247]. Рассмотрим работу одного из типов таких теплообменников, собранных попеременно из перфорированных пластин, хорошо проводящих тепло, и прокладок из плохо проводящих тепло материалов. В прокладках предусмотрены окна прямоугольной формы, образующие в собранном пакете каналы для чередующихся встречных потоков холодного и горячего газов. Если ширина каждого из каналов намного больше его высоты, то рассматриваемый теплообменник схематически можно заменить рядом плоских параллельных щелей, разделенных металлическими перегородками шириной Ь. При достаточно большом числе перегородок, учитывая естественную симметрию системы, можно ограничиться рассмотрением теплообмена между любыми двуми соседними каналами, разделенными стенкой (рис. 10.4.5). Расчет процесса теплопередачи обычно сводится к решению системы дифференциальных уравнений первого порядка для среднемассовых температур обоих каналов и средней температуры стенки при условии, что коэффициенты теплоотдачи в обоих каналах и коэффициенты теплопроводности стенки известны [245]. Однако, не касаясь вопроса о дополнительных трудностях, возникающих при экспериментальном определении этих коэффициентов, появляются сомнения относительно применимости подобной методики в общем случае. Это связано с тем, что использование фазовых коэффициентов теплопередачи, полученных при стандартных гидродинамических условиях, даже при расчете двухфазного теплообмена без учета термического сопротивления стенки, который является частным случаем рассматриваемого процесса, приводит к существенным ошибкам [248]. [c.199]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...