Конвекция в прослойках

Рис. 12. 6. Характер движения жидкости при естественной конвекции в прослойках

Довольно часто приходится рассчитывать теплообмен естественной конвекцией в узких глухих каналах. Типичный пример — перенос теплоты между оконными стеклами. Среднюю плотность теплового потока q между поверхностями, разделенными прослойкой газа или жидкости толщиной б, можно рассчитывать, как в случае переноса теплоты теплопроводностью через плоскую стенку [c.86]

Рис. 17.11. Свободная конвекция в жидкостных и газовых прослойках

В процессах теплообмена, протекающих в условиях естественной конвекции в замкнутых полостях, толщина пограничного слоя становится соизмеримой с размерами пространства, в котором протекает процесс, поэтому упрощающие предположения, принятые при выводе уравнений пограничного слоя, становятся неприемлемыми. При анализе процессов переноса теплоты через прослойки и щели различной формы приходится рассматривать полную систему уравнений (2.52)-(2.55), которая для этих условий [c.119]

Свободная стационарная конвекция в газовых и жидкостных прослойках с расстоянием В между пластинами исследовалась экспериментально. [c.145]

Представим себе теперь, что, сближая оконные стекла, мы утончаем воздушную прослойку. Применяя вновь местное задымление, мы сможем без труда обнаружить, что чем тоньше прослойка, тем более вялой становится циркуляция воздуха в ней и, следовательно, тем слабее будет проявляться конвекция. Когда толщина прослойки составит, например, миллиметр, введенный в прослойку дымок останется неподвижным и будет только медленно таять под действием молекулярной диффузии. В этом случае и перенос тепла сквозь тонкий слой воздуха будет иметь чисто молекулярную природу, т. е. будет обязан теплопроводности. [c.10]

Обобщая сказанное, можно сделать вывод, что явление чистой теплопроводности в жидкостях и газах реализуемо, но требует соблюдения некоторого специального условия. Это условие заключается в подавлении перемешивающего эффекта конвекции и выполняется в тонких слоях, прилегающих к твердым стенкам. Количественная оценка соответствующей толщины слоя связана с конкретной обстановкой. В примере с оконной воздушной прослойкой теплопроводность становится решающим фактором теплопередачи при толщинах порядка миллиметра. Если же имеется в виду вынужденная конвекция в турбулентном потоке, то зона действия чистой теплопроводности ограничивается тончайшим пристенным слоем, составляя подчас некоторую долю миллиметра. [c.11]

При /ij, = 1 н- 2 мм и й < 50 град коэффициент конвекции в такой прослойке = 1 и эффективное тепловое сопротивление Р дф = = (200 н- 400) 10 м -град/вт. Лучистая составляющая [c.104]

По имеющимся исследованиям, теплопереход конвекцией в широкой прослойке (толщиной 90 мм) меняется по высоте подобно тому, как он меняется у вертикальной плиты (рис. 4). [c.37]

Теплообмен при тепловой конвекции в ограниченном объеме. Для инженерных расчетов переноса теплоты через прослойки (узкие щели, плоские и кольцевые зазоры) вводятся понятия среднего условного числа Нуссельта [c.230]

Расчет выполняется по формуле (4-3) предварительно вычисляются тепловые проводимости о . в и Ок/ (1 = 1, 2, 3, о). Ограничимся здесь анализом случая, когда толщины зазоров между боковыми, нижней и задней стенками аппарата и соседними предметами настолько малы, что конвекция в них не развивается. При этом теплообмен корпуса аппарата с соседними предметами происходит за счет теплопроводности и излучения через воздушные прослойки. Будем считать, что длины корпуса аппарата и пульта одинаковы. В этом случае в теплообмене с приборами У и 2 участвуют только две боковые поверхности корпуса, а с пультом — только его нижняя поверхность. [c.107]

С явлением естественной, или свободной, конвекции часто встречаются в природе, в быту, в технике. Различают естественную конвекцию в больших объемах — свободное движение жидкости в так называемом неограниченном пространстве — и естественную конвекцию в щелях, прослойках. [c.238]

КвК рассчитывается теплообмен при свободной конвекции в воздушных прослойках [c.73]

Из сказанного не следует делать вывод, что в жидкостях и газах возможность чистой теплопроводности исключается. Возьмем, к примеру, воздушную прослойку между двумя оконными стеклами. При неодинаковой температуре наружного и внутреннего стекол сквозь прослойку происходит в соответствующем направлении передача тепла. Впустив в воздух облачко дыма, можно сделать видимым его движение и обнаружить, что у теплого стекла воздух поднимается, у холодного — опускается, причем задымленная область при своем перемещении увеличивается в объеме и постепенно размывается. Циркуляция воздуха в прослойке, возбуждаемая неодинаковостью температур на ее границах, является в данном случае той основой, которая определяет интенсивность переноса тепла. Таким образом, в данном примере речь идет о свободной конвекции. Разумеется, в этом явлении некоторое участие принимает также механизм теплопроводности. [c.12]

Конвекция воздуха в прослойке возникает вследствие разности температур на ее поверхностях и имеет характер естественной конвекции. При этом у поверхности с более высокой температурой воздух нагревается и движется в направлении снизу [c.66]

Табл. 6 показывает, что коэффициент передачи тепла конвекцией возрастает с увеличением толщины прослойки. Это возрастание объясняется тем, что в тонких прослойках восходящий И нисходящий токи воздуха взаимно тормозятся и в очень тонких прослойках (меньше 5 мм) величина %2 становится равной нулю. С увеличением толщины прослойки, наоборот, конвекционные токи воздуха становятся более интенсивными, увеличивая значение Я2. С увеличением разности температур на поверхностях прослойки величина Х2 возрастает вследствие повышения интенсивности конвекционных токов в прослойке. [c.66]

Кроме передачи тепла теплопроводностью и конвекцией в воздушной прослойке происходит еще непосредственное излучение между поверхностями, ограничивающими воздушную прослойку. Количество тепла Рз, передаваемого в воздушной прослойке излучением от поверхности с более высокой температурой Т1 к поверхности с более низкой температурой Т2, можно выразить по аналогии с предыдущими выражениями в виде [c.67]

Свободная конвекция в ограниченном пространстве обычно протекает с образованием регулярных циркуляционных токов теплоносителя в виде отдельных замкнутых контуров определенной протяженности, как показано это на рис. 2.44. Размеры таких контуров зависят от положения щели и температурного напора. Теплообмен в этом случае рассчитывают как при теплопроводности через газовую прослойку, вводя условный, эквивалентный коэффициент теплопроводности Я-экв [c.106]

Опытное исследование теплоотдачи в замкнутом пространстве показало, что независимо от формы прослойки коэффициент конвекции можно определить из уравнения [c.348]

Контактное термическое сопротивление зависит от шероховатости поверхностей, давления, прижимающего две поверхности одна к другой, и свойств среды в зазорах с учетом температуры в зоне контакта. Механизм передачи теплоты в зоне контакта довольно сложен. В местах непосредственного контакта твердых поверхностей теплота переносится путем теплопроводности, а в зазорах, заполненных газом или жидкостью, — путем конвекции и излучения. Если пренебречь излучением между поверхностями, разделенными газовой прослойкой, то термическое сопротивление в зоне контакта равно сумме термических сопротивлений фактического контакта Rф и газовой прослойки Rк = R - Rг. [c.291]

Пусть между плоскими стенками, температуры которых равны t и t i, имеется газовая прослойка. Толщина этой прослойки б, а коэффициент теплопроводности заполняющей среды равен % (рис. 6-10). Так как через прослойку тепло передается не только путем теплопроводности, но также конвекцией и излучением, то количество тепла, переданного в единицу времени от горячей поверхности к холодной через прослойку, равно [c.194]

Применение пористых огнеупоров для выполнения слоя А не обязательно, если сообщить системой отводных каналов рабочее пространство печи с каналами Б, расположенными внутри кладки. Эффект от применения ограждения подобного типа тем выше, чем совершеннее изоляционные свойства слоя В. В некоторых случаях тепловые потери через кладку можно уменьшить, устраивая в кладке незаполненные кирпичом полости и не используя их как дымоотводящие каналы. Если в этих воздушных прослойках не будет интенсивной конвекции и если прослойки располагать в относительно холодной части кладки, то возможно 26 [c.403]

Теплоотдача в ограниченном пространстве. В ограниченном пространстве характер движения и теплоотдача зависят от формы и размеров пространства, рода жидкости, ее температуры и температурного ианора. (]вободная конвекция в ограничен1 юм пространстве наблюдается, в частности, в воздушной прослойке между стеклами двойных okohihjx рам. В прослойке у холодною стекла возникает нисходящий поток, а у теплого — восходящий, [c.98]

Применение алюминиевой фольги . В воздушной прослойке теплопереход излучением обычно преобладает над теплоперехо-дом конвекцией. Суммарный теплопереход поэтому значительно уменьшается, если оклеить одну или обе поверхности прослойки фольгой, окрасить эти поверхности бронзовой краской или же поставить в прослойку диафрагму из фольги. Воздушная прослойка в этом случае называется армированной. Чаш,е всего для указанной цели применяется алюминиевая фольга. [c.39]

GrPr < 10 передача теплоты от горячей стенки к холодной в прослойках осуществляется только теплопроводностью. Отсутствует конвекция также в горизонтальных прослойках, если нагретая поверхность расположена сверху. [c.230]

В этом параграфе мы рассмотрим задачу о возникновении конвекции в системе двух плоских бесконечных горизонтальных слоев жидкости, разделенных твердой теплопроводной прослойкой. Конечная теплопроводкость прослойки обеспечивает тепловое взаимодействие слоев жидкости. Температурные возмущения, возникшие в ОДНОМ из слоев, проникают в другой, и поэтому эти слои образуют единую систему. [c.57]

В этом параграфе мы рассмотрим условия возникновения конвекции в системе вертикальных каналов. Как и в случае связанных горизонтальных слоев, разобранном в 8, тепловые возмущения, возникаюп ие в одном из каналов, проникают в другой. К этому добавляется новый эффект гидравлической связи каналов, которые предполагаются сообщающимися. Наличие гидравлической и тепловой связи каналов существенно влияет на устойчивость. Вначале рассматривается простейший случай двух плоских каналов одинаковой тожцины, разделенных твердой теплопроводной прослойкой. В этом случае удается получить точное решение и найти весь спектр конвективной неустойчивости. Далее разбирается более сложный случай двух каналов кругового сечения в теплопроводном массиве. С помощью метода Галеркина находится основной уровень неустойчивости, определяющий начало конзекции. [c.93]

Методы определения теплозащитных показателей заполнений световых проемов основаны на закономерностях теплопередачи в воздушных прослойках при свободной конвекции в условиях их полной герметичности. Эти закономерности, полученные эмпирически в виде критериальных соотношений, связывают характеристики теплообмена и теплопередачи с теплофизическими характеристиками среды и ее температурным режимом. Гакие зависимости для поверхностей различной ориентации и разных рабочих объемов наиболее полно систематизированы М. А. Михеевым [24]. В частности, он предложил рассматривать сложный процесс теплопередачи через прослойки как элементарный процесс передачи тепла теплопроводностью и представлять все результаты в виде единой зависимости от чисел Релея путем введения эквивалентной теплопроводности Хэкв- [c.98]

Теплообмен при свободной конвекции в жидких и газовых прослойках э4х )ективио исследуется с помош,ью численных методов. [c.204]

Прн Ра > ]<а р в прослойке возникает свободная конвекция, имею1цая ячеистую структуру (рис. 8.5, б). Эго могут быть двух- мерные ячейки в виде вращаюи1,нхся в протииоиололсные стороны валиков , или трехмерные ячейки, которые в плане могут и.меть форму шестигранника, квадрата, треугольника. Горячая среда [c.205]

В строительной теплотехнике встречаются случаи свободной конвекции в ограниченном пространстве (воздушные прослойки в оконных проемах, толще стен, в чердачных перекрытиях и т, п.). Из-за наличия восходящих и нисходящих потоков условия движения газод в прослойках сильно усложняются. Они зависят как от формы и геометрических размеров пространства, так и от вида жидкости и интенсивности процессов теплообмена. [c.245]

В общем случае теплота через газовый зазор может передаваться не только теплопроводностью, но также конвекцией и излучением. Устранение конвекции в газовых прослойках обычно не вызывает особых затруднений. Условие ОгРг ЮООв области температур >1000°С при толщине зазора не более 1 мм выполняется, если перепады температуры в нем составляют 9. <30 °С. При высоких температурах становится заметной лучистая составляющая теплообмена, которую необходимо учитывать. Обычно это не вызывает [c.54]

Теплоотдача при кипении. В процессе кипения жидкость обычно сохраняет постоянную температуру, равную температуре насыщения Поверхность, к которой подводится тепловой поток, перегрета сверх t на Д/. При малых значениях At теплота переносится в основном путем естественной конвекции, коэффициенты теплоотдачи можно рассчитать по формуле (10.10). При увеличении перегрева поверхности на ней образуется все большее число паровых пузырей, которые при отрыве и подъеме интенсивно перемешивают жидкость. Вначале это приводит к резкому увеличению коэффициента теплоотдачи (рис. 10.3) (пузырьковый режим кипения), но затем парообразование у поверхности становится столь интенсивным, что жидкость отделяется от греюш,ей поверхности почти сплошной прослойкой (пленкой) пара. Наступает [c.87]

Прежде всего не особенно высокие лучистые потоки мы будем иметь при режимах сравнительно медленной смены частиц (или их групп — пакетов ) около поверхности теплообмена (стенки). В этих условиях [Л. 223] обычный, подсчитываемый по разности температур стенки и ядра слоя коэффициент теплообмена по сути дела является коэффициентом теплопередачи из-за двух последовательно включенных между стенкой и ядром слоя термических сопротивлений — сопротивления пристеночной газовой прослойки и сопротивления самого пакета. Приближенно принимается, что лучистый обмен не сказывается на термическом сопротивлении пакета. Однако он уменьшает контактное сопротивление газовой прослойки, действуя параллельно с кондукцией и конвекцией. Очевидно, что при медленной смене пакетов, т. е. в условиях, когда не контактное сопротивление лимитирует общий теплообмен, сколь угодно высокое значение коэффициента теплообмена излучением не в состоянии существенно увеличить суммарный коэффициент теплопередачи. Это значит, что при медленной смене частиц у стенки температура их успевает настолько приблизиться к температуре стенки, что и лучистый, и кон-дуктивно-конвективный потоки чрезвычайно ослабевают, а эффективное а, подсчитанное по разности температур стенки и ядра слоя, становится во много раз меньше истинного, отнесенного к неизвестной действительной разности температур стенки и ближайшего к ней ряда частиц. [c.98]

Нет сомнений в справедливости второй точки зрения в случае подавляющего преобладания лучистого обмена между частицами и термопарой над конвективным и кондуктивным. Однако если взять низкотемпературный псевдоожиженный слой и пренебречь также передачей тепла по проводникам термопары и количеством тепла, передаваемым от частиц к термопаре чисто контактным способом (минуя газовую фазу), то, по-видимому, незащищенная термопара будет измерять температуру среды. В этом распространенном в условиях лабораторных опытов случае все тепло, идущее к термопаре, будет передаваться к ней конвекцией и кондукцпей через прослойку среды. Рассмотрим квазистационарное состояние, когда режим работы псевдоожиженного слоя установился и погруженная в слой термопара указывает неизменную температуру, хотя частицы вокруг нее все время сменяются благодаря перемешиванию слоя и в зоне расположения термопары все время происходит теплообмен газа с этими сменяющимися частицами путем нестационарной теплопроводности. Чтобы исключить влияние флуктуаций неоднородности псевдоожиженного слоя, измерительная система с термопарой имеет достаточную инерционность. В условиях подобного квазиста-ционарного режима тепловой поток через спай термопары будет иметь постоянную среднюю величину, а значит, будет неизменным и температурный перепад между поверхностью горячего спая и обтекающей его средой. Величина потока тепла будет обусловлена соприкосновением сравнительно большого горячего спая с зонами раз-258 [c.258]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...