Экспериментальные исследования тепловых труб

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ТРУБ [c.80]

Экспериментальные исследования тепловых труб с каждым годом проводятся все шире и шире. Выявляются новые возможности их перспективного использования в разнообразных областях современной техники. -Поток информации по этому вопросу настолько велик, что нам придется ограничиться описанием лишь основных результатов, достигнутых в настоящее время в лабораториях различных стран. [c.90]

Решение каждой из перечисленных задач, как правило, требует своеобразного экспериментального подхода. Ниже при рассмотрении характеристик, полученных при исследованиях тепловых труб на различные температурные уровни, будут приведены типичные схемы экспериментальных установок, отмечены их преимущества и недостатки. [c.76]

За десять с лишним лет с начала исследований тепловых труб накопился большой объем информации по различным аспектам конструирования, испытания, применения этих устройств. Некоторые работы уже морально устарели, другие, наоборот, подтверждены экспериментально и получили дальнейшее развитие. С каждым годом появляется все больше оригинальных конструкторских идей, идут их практическая проверка, внедрение в технику. За последнее время, как это и бывает всегда с новыми идеями, уменьшился излишний оптимизм в перспективах применения тепловых труб для одних областей техники, и в то же время тепловые трубы на более твердой исследовательской основе завоевали себе право эффективного применения в других областях техники. Несомненно, что возможности разработки новых конструкций тепловых труб на сегодня далеко не исчерпаны. Широкое применение тепловых труб в технике в настоящее время по существу только начинается. [c.5]

Эти цифры характеризуют теплоотдачу в трубе за пределами участка тепловой и гидродинамической стабилизации. Они могут существенно отличаться от действительности из-за зависимости физических свойств теплоносителя от температуры, а также из-за свободного движения. Поэтому на практике предпочитают пользоваться результатами экспериментального исследования теплоотдачи в трубах и каналах. [c.339]

Экспериментальные исследования показали, что при одинаковых параметрах при двухстороннем теплоподводе величина критической плотности теплового потока (д кр) на 20—30% выше, чем при одностороннем ( кр). С уменьшением давления различие в способе обогрева становится меньше. Влияние двухстороннего обогрева учитывается с помощью поправок к основной расчетной зависимости. Аналогично характеру зависимостей для труб при д-о < 0 увеличение массовой скорости способствует росту / р, а при х,, > 0 его уменьшению (здесь Хц — паросодержание, соответствующее началу дисперсно-кольцевого режима). Влияние диаметра внутренней поверхности кольцевого зазора 1 и ширины канала или эквивалентного диаметра неоднозначно. [c.77]

Большая группа работ посвящена экспериментальному исследованию гидродинамики и конвективного теплообмена (без изменения агрегатного состояния, при кипении и конденсации) и критических тепловых потоков при течении воды и пароводяных смесей в каналах различной геометрии (трубы, концентрические и эксцентрические кольцевые зазоры, меж-трубное пространство). Эти исследования были подчинены преимущественно задачам атомной энергетики. [c.6]

В процессе эксперимента было установлено влияние теплового потока и некоторое влияние давления насыщения на коэффициент теплоотдачи. Сопоставление опытных данных по кипению в трубах с данными по большому объему показало их удовлетворительное согласование между собой (рис. 11.9). Для расчета теплоотдачи при кипении калия в трубах может быть использована эмпирическая формула, полученная ранее при экспериментальном исследовании теплообмена в большом объеме (10, 19, 23, 43] [c.259]

Тепловая труба обладает высокой термодинамической эффективностью в сравнительно узком диапазоне тепловых потоков и температур. Это объясняется наличием ряда ограничений по теплопередаче, связанных с гидродинамикой течения конденсата и пара, кинетикой испарения и др. Расчетные модели с учетом этих ограничений позволяют с определенной точностью прогнозировать работу ТТ. Тем не менее существуют отдельные экспериментальные исследования, неудовлетворительно согласующиеся с расчетными моделями. [c.38]

Для теплообмена в ЦТТ с продольными канавками, вращающейся вокруг оси, перпендикулярной продольной оси симметрии, получены [102] соотношения для численного расчета на ЭВМ теплового потока, передаваемого трубой. Ориентация трубы в пространстве и соотношение сил тяжести и центробежной существенно сказываются на режиме течения пленки жидкости и соответственно теплообмена в ЦТТ рассматриваемого типа. Аналитическое описание процессов теплообмена с учетом этих факторов затруднительно. Характеристики таких процессов можно получить из экспериментальных исследований. [c.103]

Использование метода диффузии от системы линейных источников тепла для определения коэффициента /), при нестационарном протекании процесса имеет свои особенности. Это связано, прежде всего, с необходимостью рассматривать в общем случае задачу в сопряженной постановке, так как процессы теплопереноса в теплоносителе и в стенках труб взаимосвязаны, а условия на границе с теплоносителем неизвестны. При использовании модели течения гомогенизированной среды удается избежать необходимости определения полей температур в стенках труб и заранее задать граничные условия, используя понятие коэффициента теплоотдачи, зависящего от граничных условий. При этом тепловая инерция витых труб. учитывается введением в систему уравнений, описывающих нестационарный тепломассоперенос в пучке, уравнения теплопроводности для твердой фазы, а изменение температуры труб во времени и пространстве идентично изменению температуры твердой фазы гомогенизированной среды. Система уравнений (1.36). .. (1.40), приведенная в гл. 1, позволяет рассчитать поля температур теплоносителя и стенки труб (твердой фазы), зависящие от продольной и радиальной координат в различные моменты времени, т.е. решить двумерную нестационарную задачу. В гл. 5 будет рассмотрена система уравнений и метод ее расчета, которые позволяют решить задачу и при асимметричной неравномерности теплоподвода. Однако, как показали проведенные исследования стационарных трехмерной и осесимметричной задач, коэффициент В,, определенный для этих случаев течения, остается неизменным при прочих равных условиях. Поэтому при экспериментальном исследовании нестационарного тепломассопереноса в пучках витых труб целесообразно ограничиться рассмотрением только осесимметричной задачи. Такая задача решена впервые, поскольку все предыдущие исследования ограничивались использованием одномерного способа описания процессов нестационарного теплообмена в каналах, когда рассматривается течение с постоянной по сечению канала скоростью и температурой, которые изменяются только по длине канала. При этом температура стенки определяется из уравнения Ньютона для теплового потока по экспериментальным значениям коэффициента теплоотдачи [24, 26]. [c.57]

В экспериментальных исследованиях [23, 40, 1331 не обнаружено в змеевиках влияния плотности теплового потока на величину (г/д/гУ/)дф, Поскольку увеличение сопротивления тре-п 1я г, обогреваемых прямых трубах связано с дополнительными возмущениями, вносимыми в поток паровыми пузырями, растущими в пристенной пленке жидкости [94, 951, то можно предположить, что подавление пузырькового кипения в змеевике происходит при гораздо меньших относительных массовых паросодержаниях, что может быть связано с центробежными эффектами и появлением вторичных течений в жидкой пленке. [c.63]

Для анализа физических особенностей этих процессов рассмотрим результат экспериментального исследования [70]. Опыты проводились при движении пара в прямых горизонтальных трубах с внутренним диаметром = 0,00285. .. 0,01 м, при давлениях пара от 0,4 до 21,6 МПа, скоростях рсо = 400. .. 4000 кг/(м -с) и плотностях теплового потока <7 = 2-10 . .. 1,6-10 Вт/м . По всей длине экспериментального участка наблюдалось турбулентное течение жидкой и паровой фаз, которое существует, когда число Рейнольдса, рассчитанное по параметрам насыщенного потока жидкости, превышает 2 10 [c.150]

Для обеспечения устойчивого поверхностного кипения необходимо создать условия, исключающие кризис теплообмена первого рода (переход к пленочному кипению). Заметим, что при температуре конденсации ниже 400 К в прямом цикле ПТУ возникновение кризиса теплообмена в поверхностном конденсаторе не вызывает термического разложения ОРТ, но существенно снижает интенсивность теплопередачи. Экспериментальные исследования [35, 91, 871 показали близость физической картины возникновения и развития кризиса в пучках стержней и внутри труб. Вследствие этого влияние давления, массовой скорости и степени недогрева на критическую плотность теплового потока в пучках стержней <7кр и в прямых трубах оказалось одинаковым [91, 97]. Однако закономерности протекания кризиса поверхностного кипения в пучках стержней имеют особенности. Так, для труб следует учитывать уменьшение с ростом диаметра [801. В то же время в опытах [91 1 с пучками стержней влияния диаметра стержня в исследованном ими интервале диаметров на обнаружено не было. Экспериментально установлено [91, 97], что число стержней в пучке и их относительный шаг в трубной решетке не оказывают влияния на величину Однако в работе [97 ] отмечается, что при зазорах между стержнями в решетке менее 0,002 м наблюдается ее резкое снижение. [c.154]

Экспериментальные исследования [112] показали, что максимальное значение удельной тепловой нагрузки экранных труб в топке ВПГ в 1,3—1,4 раза превышает среднюю величину, определенную тепловым расчетом. [c.186]

По данным экспериментального исследования была также определена локальная теплоотдача при турбулентном движении воды в трубах, обогреваемых постоянным по длине тепловым потоком при вышеуказанных условиях входа. Для заданного значения теплового потока qw расчетной величиной является температура внутренней поверхности [c.417]

Стержневой режим в вертикальной трубе. Сравнительно полно как теоретически, так и экспериментально исследован в работах [35, 123, 125], которые проводились прн нестационарном охлаждении вертикального трубопровода (опускное движение) жидким азотом. Экспериментальному исследованию предшествовали теоретический анализ и визуальные наблюдения. Цель теоретического анализа — качественное изучение механизма процесса, выяснение влияния режимных параметров (давления, расхода, недогрева и температурного напора) на тепловой поток <7 -, получение структурного вида формул для обобщения опытных данных и уточнение задач эксперимента. Качественный характер теоретического анализа объясняется отсутствием данных о структуре неравновесного двухфазного потока, а именно по структуре турбулентной струи, по механизму взаимодействия жидкой струи с пленкой пара, по выработке турбулентности и ее распределению по толщине пленки, по скольжению фаз. [c.186]

Для проверки результатов расчета было проведено экспериментальное исследование тепловых потоков при обтекании сверхзвуковым потоком нагретого газа пяти тел разной формы с относительной толщиной уз/хз = 0.36 цилиндра с углом наклона образующей tga = 0 затупленных конусов с yi/уз = 0.61, tga = 0.14 и с yi/уз = 0.20, tga = 0.28 конуса с tga = 0.36 и заостренного цилиндра с Х2/Х3 = = 0.46, tga = 0.78. Эксперименты проводились в аэродинамической трубе с электродуговым подогревом при Моо = 4.6 и Reoo = 700-1000. [c.530]

В тепловых трубах с канавочной капиллярной структурой максимальный теплоперенос экспериментально исследовался в работе Кемме [5]. В качестве теплоносителей использовались натрий и калий. Для всех исследованных тепловых труб внутренний радиус труб был равен 7,5 мм, длина —300 мм, длина зон испарения и конденсации —80 и 220 мм соответственно. Результаты некоторых опытов представлены на рис. 4.7, 4.8. Число прямоугольных канавок в трубах как открытых, так и закрытых сеточным экраном было равно 88. [c.84]

Традиционно неадиабатные вихревые трубы рассматривались лишь как охлаждаемые. Развитие областей внедрения вихревых энергоразделителей в системы охлаждения, термостатирования теплонапряженных деталей и узлов агрегатов энергетической, авиационной и некоторых других отраслей [7, 8, 38, 39, 73, 145, 194] потребовало постановки опытов по исследованию характеристик вихревых труб при подводе тепла к подогреваемему периферийному потоку через стенки камеры энергоразделения от внешнего источника. Экспериментальные исследования [73, 145, 194] по определению влияния внешнего теплового потока, подводимого от внешнего источника тепла через стенки камеры энергоразделения, были проведены на двух вихревых трубах с цилиндрической проточной частью и геометрией по своим параметрам близкой к оптимальной, по рекомендациям А.П. Меркулова [116]. Снижение эффектов охлаждения обохреваемой от внешнего источника вихревой трубы по сравнению с адиабатными условиями можно оценить относительной величиной [c.281]

В настоящее время нет экспериментальных данных по теплоотдаче при продольном обтекании диссоциирующим теплоносителем ЫгО пучка труб. Поэтому остановимся кратко лишь на экспериментальных исследованиях по теплообмену при турбулентном течении N204 в обогреваемых трубах, так как эти исследования играют важную роль при обосновании методов теплового расчета реактора. [c.93]

С. Д. Ковалев [3.39, 3.44] провел экспериментальное исследование теплоотдачи в следующем диапазоне параметров давлений 10—85 бар, чисел Re=(0,24—2)-10 , температуры газа до 550 °С, температуры стенки до 650 °С. Тепловой поток менялся от 0,45-10 до 2-10 Вт/м . Экспериментальный участок был выполнен из труб (сталь 1Х18Н9Т) с внутренним диаметром 10 мм, толщиной стенки 2 мм и длиной обогреваемой части 5 м. На наружной поверхности по верхней образующей трубы приварены с постоянным шагом 16 термопар, служащих одновременно потенциальными отводами для замера падения напряжения на отдельных участках. Обогрев трубы производился путем непосредственного пропускания переменного тока низкого напряжения. В эксперименте производились замеры температур газа на входе в экспериментальный участок и на выходе из него, температур наружной стенки трубы, давления, расхода газа, силы тока и падения напряжения как на отдельных участках, так и по всей длине трубы. Предварительно была проведена тарировка на водяном паре, показавшая удовлетворительные результаты. Максимальная относительная погрешность определения коэффициента теплоотдачи не [c.99]

Изложены результаты экспериментального исследования теплоотдачи при кипении калия в иарогенерирующей трубе. Опыты по кипению калия проведены на рабочем участке с электрообогревом и в однотрубном парогенераторе с натриевым обогревом. Кривые изменения температурных полей, теплового потока, коэффициента теплоотдачи и паросо-держания по длине трубы характеризуют наличие различных областей теплообмена D нарогенераторе. Рассмотрены области перегрева жидкости, интенсивного теплообмена и переходная. Представлены формулы для расчета перегрева и коэффициента теплоотдачи. Илл. 7, табл. 4, библиогр. 13 назв. [c.284]

В связи с актуальностью проблемы экономии топлива и утилизации вторичных энергоресурсов большое значение приобретают работы по созданию эффективной теплообмеиной аппаратуры. Тепловые трубы и теплообменник на их основе являются одними из лучших теплообменных устройств для решения поставленной задачи. В книге рассмотрены результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов тепло- и массообмена в тепловых трубах, связанные с дальнейшим развитием тепловых труб, повышением их теплотехнических характеристик. Приведен теоретический ана." 13 процессов тепло- и массообмена в тепловых трубах на основе термодинамических представлений. Даны классификация капиллярно-пористых структур, обобщенная модель эффектн -ной теплопроводности фитилей тепловых труб и их оптимизация по минимальному термическому сопротивлению. Рассмотрены процессы тепло- и массообмена в центробежных тепловых трубах и методы их интенсификации. [c.2]

Данная работа посвящена анализу путей развития тепловых труб. Здесь представлены результаты теоретического и экспериментального исследований процессов переноса в них, полученные в лаборатории низких температур Института тепло- и массообмена АН БССР им. А. В. Лыкова. [c.4]

Кухарский M. П. и др. Экспериментальное исследование охлаждб1гия электродвигателей с помощью центробежпы.х тепловы - труб.— В кн. Совершенствование методики и расчетов охлаждения асинхронных двигателей Тез. докл. Всесоюзн. сем. Владимир, 1976, с. 14.3—144. [c.150]

Повышение температуры перегрева пара. Дополнительные возможности повышения тепловой экономичности энергоблоков, работающих при СД, могут быть связаны с некоторым повышением температуры свежего пара при частичных нагрузках [9, 10, 28]. Это может быть допущено, поскольку при снижении давления условия работы парообразующих и пароперегревательных поверхностей котла в большинстве случаев облегчаются вследствие уменьшения напряжений, а также из-за увеличения скорости среды в пароперегревательных и испарительных трубах, что увеличивает коэффициенты теплоотдачи и снижает температурные напоры. Экспериментальные исследования БПИ и Лукомль-ской ГРЭС [14] показали возможность повышения температуры перегрева пара по сравнению с номинальной (818 К) для котла ТГМП-114 при переходе к СД примерно на 20—25 К. При этом температуры металла всех поверхностей нагрева оказываются ниже, чем на номинальном режиме с температурой пара 818 К. [c.149]

Вид решения уравнения (4-82) зависит от функции qs — f x). Как показывают экспериментальные исследования (см. 4-5), в шипах, приваренных к плоской поверхности, величина qs на протяжении длины от его вершины незначительно меняется и не превышает (0,05— 0,1) qi, что дало основание в [Л. 22] считать в расчетах для простоты <7s = onst. Учитывая тенденцию к линейной зависимости qs—f x) и иаличие обратного теплового потока вблизи стенки (см. 4-5), который, по-види-мому, должен увеличиваться при радиальном расположении шипов на трубе, принят линейный вид зависимости [c.120]

Первые экспериментальные нсследования температурных полей в шиповом экране, проводившиеся на натуральных экранных трубах [Л. 22, 23], дали представление об уровне температур в шипах и футеровке. Однако ряд экспериментальных трудностей не позволил достаточно надежно определить как среднюю локальную величину плотности теплового потока в экране, так и концентрацию теплового потока в шипах, а также провести необходимое варьирование конструктивных условий. Наиболее интересные и представительные исследования тепловой работы шипового экрана были получены на ошипованных калориметрах достаточно больших размеров, устанавливаемых в зонах камеры горения топок с жидким шлакоудалением, отличающихся величиной надаюшего потока. В [Л. 22] приведены результаты экспериментальных исследований ВТИ в калориметрах диаметром 50 мм, отличавшихся длиной шипа и типом набивки калориметра, устанавливавшихся в циклонном предтопке для сжигания АШ в зоне температур 1 500— 1680° С с широко изменявшейся толщиной шлакового покрытия. Исследования, приведенные в [Л. 22], позволившие установить соотношения между тепловыми потоками в шиповом экране и создать первую методику его расчета, не дали возможности, однако, выявить влияние [c.123]

Жидкие металлы существенно отличаются по физическим свойствам от неметаллических жидкостей. Oihh имеют высокие температуры кипения при низких давлениях являются термически устойчивыми характеризуются высокой теплопроводностью, плотностью, а следовательно, и большой интенсивностью теплоотдачи. В отличие от неметаллических жидкостей в жидких металлах процессы молекулярной теплопроводности приобретают важную роль не только в пристеночной области, но и в турбулентном ядре потока. В предельном случае, когда X— оо, а числа Рг— 0, молекулярная теплопроводность становится основным способом переноса тепла, так как интенсивность конвективного теплообмена оказывается ничтожно малой. Температурное поле по поперечному сечению турбулентного -потока в жидких металлах имеет профиль, характерный для течения неметаллических жидкостей при ламинарном режиме в трубах (см. рис. 3-1). Поскольку в жидких металлах Рг -<1, то они характеризуются большой толщиной теплового пограничного слоя, см. уравнение (3-4)] и малой длиной начального участка тепловой стабилизации по сравнению с длиной начального участка гидродинамической стабилизации [см. уравнение (3-6)]. Малая длина участка тепловой стабилизации означает, что в жидких металлах наблюдаются значительные аксиальные температурные градиенты, которые могут иметь порядок величин, одинаковый с радиальными температурными градиентами, что в неметаллических жидкостях не имело места. Поэтому появляется необходимость учета переноса тепла за счет продольной молекулярной теплопроводности в жидких металлах при проведении как теоретических, так и экспериментальных исследований. [c.212]

М. И. Корнеев провел экспериментальное исследование теплообмена пр и кипении магниевой амальгамы (0,01—0,04% Mg) В большом объеме на горизонтальных и вертикальных стальных трубах диаметром 14/22 и длиной 190 М.М. Было установлено, что с увеличением тепловой нагрузки до критической (равной для амальгамы с 0,01 %-ным содержан-ием магния 125 ООО ккал1м ч и для амальгамы с 0,03—0,4%-ным содержанием магния 370—380 тыс. ккал/м" ч) кипение ртути в большом объеме но оит пузырчатый характер. Опытные данные удовлетворяются формулой [c.248]

Экспериментальное исследование контактного термического сопротивления биметаллических сребренных труб. Методические указания к лабораторной работе № 3. Кунтыш В.Б., Пиир А.Э.. изд. АЛТИ, 1978, с. 20. Подготовлены кафедрой котельных установок и тепловых станций. [c.2]

В. В. Яковлев. Экспериментальное исследование местной и средней теплоотдачи при турбулентном течении воды в трубе и высоких тепловых нагрузках. Канд. дисс., МИФИ, 1963. [c.186]

Сейдзо Кайса [1-19] была проведена ограниченная экспериментальная программа исследований. Представляя в апреле 1968 г. статью по результатам этой работы инженерам по кондиционированию и холодильной технике, Позу описал воздухоподогреватель, в котором используются пучки оребренных тепловых труб. Такие теплообменники с тепловыми трубами приобретают особое значение в условиях современного положения с энергетическими ресурсами, так как они Логут быть использованы для утилизации теплоты уходящих горячих газов и могут применяться в промышленных и бытовых кондиционирующих установках. Такие теплообменники сейчас имеются в продаже, они описываются в гл. 7. [c.20]

Сааски [6-20] выполнил теоретическое и экспериментальное исследование растворимости газа в артериальных тепловых трубах в изотермических условиях. Им проанализировано влияние растворимости и коэффициента диффузии гелия и аргона в аммиаке, фреоне-21 и метиловом спирте. [c.205]

Одно из наиболее полных и поздних исследований проблемы использования тепловых труб переменной проводимости для регулирования температуры электронных устройств было выполнено Киркпетриком и Маркесом [7-8]. Они спроектировали и изготовили тепловую трубу переменной проводимости, названную эймской экспериментальной трубой, которая обеспечивала постоянство температуры бортовой системы обработки данных путем стабилизации температуры поверхности контакта тепловой трубы с каркасом этой системы на уровне 17 3°С. Отводимая мощность лежала в пределах 10—30 Вт. [c.221]

Трудно писать книгу о быстроразвивающихся отраслях техники. Все, что казалось весьма интересным год назад, сегодня уже блекнет в свете новых достижений, новых экспериментальных данных, новых конструкций. Тепловые трубы переживают период бурного развития и внедрения в различные отрасли техники. О масштабе и темпах ведения исследований свидетельствует хотя бы тот факт, что только одна фирма Radio orporation of Ameri a с 1963 г. изготовила и испытала свыше 1 100 тепловых труб, разнообразных по форме и размерам, предназначенных для работы в широком диапазоне температур и тепловых потоков. [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...