Методы исследования теплообмена

Процессы радиационного теплообмена описываются математически достаточно сложной системой уравнений, что сильно затрудняет их аналитическое исследование. В связи с этим были разработаны экспериментальные методы исследования теплообмена излучением, основанные на его световом, электрическом и тепловом. моделировании. При этом анализ системы уравнений радиационного теплообмена с позиций теории подобия проводился с теми или иными допущениями рядом авторов, рассматривавших радиационный теплообмен как в чистом виде, так и в совокупности с другими процессами переноса [Л. 3, 23, 24, 27, 160—172]. В результате был получен более или менее полный перечень критериев, определяющих подобие протекания процессов радиационного теплообмена в излучающих системах. [c.266]

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕНА [c.100]

В Уральском политехническом институте им. С. М. Кирова разработан высокочастотный метод исследования теплообмена в кипящем слое при наличии внутренних источников тепла. По этому методу непрерывное выделение тепла в объеме частиц обеспечивается за счет вихревых токов при внесении установки с кипящим слоем в высокочастотное магнитное поле. Регулирование количества тепла, выделяемого вихревыми токами, зависит от частоты и напряженности магнитного поля, размеров частиц и электромагнитных свойств материала частиц. [c.672]

Метод исследования теплообмена с помощью основных соотношений полуэмпирической теории турбулентности рассмотрен в 9 настоящей главы. [c.156]

Конкретная реализация того или иного подхода зависит от метода исследования. Для рассматриваемых систем, видимо, наибольшую ценность в настоящее время представляют полуэмпирические методы, основанные на теории подобия. Приложение общей теории подобия к сквозным дисперсным потокам во всем диапазоне концентраций, а гидродинамической теории теплообмена— к потокам газовзвеси, предпринятое в [Л. 98] и развиваемое в данном издании, нуждается в дальнейшей доработке. Не меиее актуально развитие аналитических методов. Однако их применение ограничено недостаточностью знаний о проточных дисперсных системах. В области теплопереноса аналитические решения, как правило, не учитывают реальную структуру системы, взаимовлияние компонентов и поэтому имеют пока вспомогательное значение (гл. 6, 10). [c.27]

Теория тепломассообмена в настоящее время ввиду большого разнообразия и важности практических приложений выделена в самостоятельную дисциплину. Имеется огромное количество публикаций, в особенности журнальных, в которых применяются различные теоретические и экспериментальные методы исследования задач теплообмена. [c.3]

В практике экспериментальных исследований теплообмена проволочные термометры сопротивления применяют для измерения средней температуры поверхности теплоотдачи, располагая изолированную термометрическую проволоку в винтовой канавке вдоль поверхности экспериментальной трубки. Известен опыт использования самого рабочего участка (трубки) в качестве термометра сопротивления. В лабораторной работе по измерению теплопроводности воздуха методом нагретой нити основной рабочий элемент установки — платиновый Проволочный нагрева-8 115 [c.115]

Кроме описания лабораторных работ и методических указаний по их выполнению в книге приведены краткие сведения из области теплотехнических измерений и статистических методов их обработки (раздел первый), а также рассмотрены некоторые вопросы теории, связанные с экспериментальными методами исследования термодинамических (гл. 7) и теплофизических (гл. 11) свойств реальных веществ, с обобщением экспериментальных данных и моделированием процессов теплообмена (гл. 10), необходимые для выполнения лабораторных работ. [c.3]

Часто используется приближенный метод локального моделирования. Особенность его состоит в том, что подобие процессов осуществляется лишь в том месте, где проводится исследование теплообмена. Например, исследуя теплоотдачу при смывании жидкостью пучка труб, детально исследуют теплообмен только на одной из труб. Остальные трубы служат лишь для придания модели геометрически подобной формы. Полученный результат распространяется затем на весь пучок труб. [c.138]

Решение системы дифференциальных уравнений теплообмена средствами математического анализа связано с большими, иногда непреодолимыми трудностями. Аналитические решения удается получить лишь для некоторых частных случаев при условии введения упрощающих предпосылок. Поэтому такие задачи решаются либо численными методами с использованием вычислительной техники, либо для исследования теплообмена используются экспериментальные методы. Численные и экспериментальные результаты представляют собой решения отдельных частных задач, обобщение которых ограничено. При изменении каждого из аргументов требуется новое решение или новый эксперимент. Преодолеть эти трудности позволяет теория подобия. [c.171]

Для аналитического исследования теплоотдачи в условиях свободного движения могут быть использованы методы теории пограничного слоя, применяемые при исследовании теплообмена при вынужденном движении. Однако, как показывает опыт, аналитические решения не всегда совпадают с экспериментальными результатами. [c.192]

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛУЧИСТОГО ТЕПЛООБМЕНА [c.378]

Наряду с аналитическими методами исследования лучистого теплообмена применяются и экспериментальные методы. К ним относятся методы светового, электрического моделирования и др. [Л. 1]. [c.379]

Рассмотренный метод исследования лучистого теплообмена называется зональным. [c.403]

ИНТЕГРАЛЬНЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ЛУЧИСТОГО ТЕПЛООБМЕНА [c.404]

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА ИЗЛУЧЕНИЕМ В ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНОМ СЛОЕ ПОГЛОЩАЮЩЕЙ СРЕДЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМ МЕТОДОМ [c.426]

Уравнение (3-21), выражающее собой закон сохранения энергии излучения для элементарного объема среды, наряду с (3-18) играет важную роль во всех методах исследования и расчета радиационного теплообмена. [c.98]

Итак, система уравнений (3-18) — (3-22) описывает процессы радиационного теплообмена для спектрального излучения в общей постановке. Эта система уравнений является основой, на которой базируются все методы исследования и расчета теплообмена излучением. [c.99]

Итак, рассмотренные в настоящей главе уравнения радиационного теплообмена представляют собой наиболее детальное математическое описание поля первичной величины — спектральной интенсивности излучения (s). Однако эти уравнения отличаются большой математической сложностью, и поэтому их непосредственное использование для аналитического решения оказалось возможным лишь для простейших случаев. Помимо своего непосредственного решения приведенные уравнения радиационного теплообмена используются и как исходная база для построения различных приближенных методов исследования и расчета радиационного теплообмена, рассмотрение которых дается ниже. [c.112]

В последнее время автором совместно с Г. Л. Поляком [Л. 88, 350] был предложен метод исследования и расчета радиационного теплообмена, получивший название тензорного приближения. В основе этого метода лежат тензорные представления вектора потока излучения, используемые и рассматриваемые в ряде работ 1[Л. 22, 26, 27, 68, 87, 346] при анализе процессов радиационного переноса в ослабляющих средах. Основные уравнения тензорного приближения получаются из исходного уравнения переноса излучения (3-18) и граничных условий к нему (3-20). [c.166]

Наряду с дифференциальными важное место занимают также интегральные методы исследования радиационного теплообмена, основанные на интегральных уравнениях теплообмена излучением. Исходя из (3-18) и (3-20), путем соответствующего интегрирования можно получить систему интегральных уравнений, описывающую процессы радиационного теплообмена и имеющую большое теоретическое и практическое значение. На основе интегральных уравнений были решены различные задачи радиационного теплообмена в системах с диатермической (прозрачной) и ослабляющей средой. Роль интегральных уравнений радиационного теплообмена существенно возрастает при исследованиях переноса в излучающих системах сложной геометрической конфигурации. Например, широко применяемые при расчетах радиационного теплообмена зональные методы являются алгебраической аппроксимацией интегральных уравнений теплообмена излучением и позволяют производить расчеты в излучающих системах любой сложности. [c.189]

В связи с этим приходится так же, как и в дифференциальных методах, ограничиваться заданием приближенных значений неизвестных заранее величин, входящих в интегральные уравнения и являющихся функционалами температурного поля. Наиболее эффективным представляется итерационный способ решения. Задаваясь на основании предварительных оценочных расчетов неизвестным температурным полем в излучающей системе, на основании соответствующих вышеприведенных уравнений определяют приближенное распределение спектральной интенсивности излучения, исходя из которого находят значения всех функционалов, подставляют их в интегральные уравнения и, решая последние, получают первое приближение для температурного поля. Многократно повторяя эту операцию, можно получить решение с лк)-бой степенью точности. Иными словами, здесь имеет место аналогия с определением коэффициентов переноса в дифференциальных методах расчета теплообмена излучением. Таким образом, интегральные уравнения теплообмена излучением в общем случае по существу являются своего рода интегральным приближением, часто используемым для исследований и расчетов радиационного теплообмена, в котором неизвестные функциональные величины определяются ли задаются с той или иной степенью точности. [c.196]

Достоинствами комбинированного метода являются гораздо большие экстраполяционные возможности за пределы опытных данных и большая точность по сравнению с чисто экспериментальными путями исследования. Отмеченные достоинства комбинированного метода имеют место при условии, если упрощенная теоретическая схема процесса достаточно полно отражает основную закономерность протекания сложного теплообмена в условиях рассматриваемой задачи. Тогда экспериментальные отклонения от этой схемы (находимые из опыта как поправки) будут иметь второстепенный характер. В связи с этим при использовании комбинированного метода исследования сложных процессов следует руководствоваться двумя принципами. Во-первых, необходимо выбрать аппроксимирующую упрощенную схему по возможности ближе к реальным условиям с тем, что сохранить основные связи существующей искомой закономерности и не исказить физическую сущность процесса. Во-вторых, математическое описание выбранной схемы должно допускать возможность аналитического решения. Поэтому показателями удачного выбора упрощенной схемы может служить относительная простота ее математической модели и сравнительно слабое влияние поправочных функций, находимых из сопоставления аналитического решения этой математической модели с результатами эксперимента. [c.424]

Сыромятников Н. И., Высокочастотный метод исследования теплообмена в кипящем слое, Тр. УПИ , I960, Сб. 96, 70—73. [c.479]

Баранник Ю.Д. Исследование теплообмена при ламинарном напорном течении Куэтта в кольцевом канале (сопряженная задача). - В кн. Математические методы механики жидкости и газа. Сб. науч.тр. Днепропетровск Изд. Днепропетров, ун-та, I98I, с.86 - 90. [c.105]

Многие проблемы, возникающие при создании летательных ап-ларатов и их силовых установок, решаются на основе теории теплообмена. При этом теоретические и экспериментальные исследования теплообмена в условиях работы летательных аппаратов и их двигателей, исследования новых способов тепловой защиты и интенсификации теплообмена обогащают теорию теплообмена, совершенствуют ее расчетный аппарат, приводят к созданию новых методов расчета и исследования. [c.244]

Методы исследования внутреннего тепломассопереноса. Задачи исследования тепловой и холодильной обработки продуктов относятся к так называемым сопряженным задачам [24], когда необходимо учитывать взаимное влияние теплоносителя и продукта, иначе говоря, когда изменение температуры либо плотности теплового потока на поверхности раздела заранее неизвестно. Однако известные решения сопряженных задач даже для более простых случаев нестационарного теплообмена настолько сложны [24], что их нельзя рекомендовать для практических расчетов. Обычный путь аналитического этого исследования — это решение задачи теплопроводности либо до конца, но только для одного этапа обработки (выпечка хлеба — начальная фаза прогрева, холодильная обработка — замораживание охлажденного до криоскопиче-ской температуры продукта) [2, 10, 54, 36], либо до момента, когда из уравнений можно выделить безразмерные комплексы, характеризующие отдельные стороны процесса, с дальнейшим использованием методов теории подобия НО, 22]. [c.44]

В настоящем параграфе на простом примере показаны возможности метода исследования конвективного теплообмена путем решения сопряженной задачи. Рассмотрим нестационарный теплообмен на начальном тепловом участке притечении несжимаемой жидкости в круглой трубе, в стен- [c.298]

Исследование теплообмена прои,3 ВОдится по методу локального моделирований . Обогревается средняя трубка в шестом ряду, устройство которой сходно с устройством трубки, показанной на рис. 5-17,а. Трубный пучок устанавливается в аэродинамической трубе, через которую просасывается воздух. При установке сеток должно учитываться загромождение потока. Как показали опыты, пучок с самой мелкой сеткой уступает гладкому пучку при одинаковой мощности, необходимой на преодоление сопротивлений пучок из сетки с крупными ячейками (10X10 мм) иг проволоки диаметром 1 мм увеличивает теплоотдачу на 30%. [c.292]

Строгое решение данной задачи возможно методами неравновесной термодинамики [1.9]. Более простой метод расчета изобарной теплоемкости системы N2O4, являющийся составной частью методики расчета параметров потока и применяемый нами при исследовании теплообмена, рассмотрен в следующем параграфе. [c.18]

Исследование теплообмена при первой стадии реакции Г. Беером [3.22] выполнено в условиях естественной конвекции и вынужденном обтекании нагреваемого цилиндра (0вн=10 мм, длина 120 мм) при атмосферном и пониженном (до 0,5 бар) давлениях, числах Re=(5— 10) -Ю и Gr 10 Фотометрическим методом было определено поле температур в пограничном слое и показано, что распределение температур у каждой поверхности для химически реагирующего и инертного газов практически одинаково. Отмечено также более сильное влияние неравновесности состава при вынужденной конвекции на теплообмен по сравнению с условиями естественной конвекции. (Неравновесность при 7 с 400°К достигалась снижением давления.) [c.59]

Исследования в области теплообмена в потоке химически реагирующих газовых смесей проводились в ИВТ АН СССР [3.36—3.38]. Б. С. Петухов и В. Н. Попов [3.36, 3.37] использовали разработанный ими метод расчета теплообмена и сопротивления трения вдали от входа в трубу при переменных физических свойствах жидкости в случае течения равновесно диссоциирующих сред. В [3.36] приведен расчет теплообмена и сопротивления трения при турбулентном течении в трубе равновесно диссоциирующего водорода. На основе расчетных данных по теплоотдаче получено критериальное уравнение, обобщающее эти данные с точностью 5% [c.95]

Процесс переноса излучения в среде с заданным иолем объемной илотности источников тепловыделения с теми или иными допущениями исследовался в ряде работ [Л. 49, 51, 60, 342, 345]. Впервые задачи в подобной постановке были рассмотрены Г, Л. Поляком [Л. 51], который использовал для их решения разработанный им дифференциальный метод (исследования. В 1[Л. 51] даны конкретные решения двух задач радиационного теплообмена в среде с заданным долей исгочников задачи радиационного теплообмена, в цилиндрическом канале с равномерным распределением бсточнишв яо объему н задачи геплообмена излучением в плоском слое с произвольным распределением источников но толщине слоя. В обеих задачах среда и стевк И принимались серыми, а рассеяние среды — изотропным. [c.137]

Перспективным является также и комбинированный метод исследования сложного теплообмена, использующий возможности аналитического и экспериментального подходов 1Л. 198]. В этом методе основная связь между -критериями подобия находится из аналитического решения упрощенной схемы процесса. Результаты этого решения используются как основной критерий или супер-инварнант (обобщенный критерий, являющийся функцией первичных Критериев) искомой зависимости. При [c.353]

Рассмотрим теперь результаты экспериментального исслелования радиационно-конвективного теплообмена между излучающим потоком продуктов сгораиня и охлаждаемой поверхностью канала при отсутствии процессов горения в движущейся среде (Л. 198]. Отсутствие го репия упростило физическую и математическую сторону проблемы, и в связи с этим был использован комбииированный метод исследования. [c.424]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...