Методы экспериментального определения коэффициентов теплоотдачи

Назначение работы. Изучение механизма процесса теплообмена при свободной конвекции понятия теплоотдача и коэффициент теплоотдачи. Особенности теплообмена в потоке капельной жидкости. Ознакомление с методом экспериментального определения коэффициента теплоотдачи. Перед выполнением лабораторной работы необходимо изучить 1.2 и пп. 1.4.1 и 1.4.2 Практикума. [c.151]

Аналитическое решение полученной системы уравнений возможно лишь для некоторых частных случаев. В связи с этим особое значение приобретают методы экспериментального определения коэффициента теплоотдачи, учитывающие влияние большого числа факторов, что является сложным и трудоемким. Средством решения задачи является использование теории подобия, которая может рассматриваться как теория эксперимента. [c.39]

МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛООТДАЧИ [c.159]

Методы экспериментального определения коэффициентов теплоотдачи подробно рассматриваются в специальных учебных пособиях [Л. 189, 194]. [c.160]

При экспериментальном определении коэффициента теплопроводности методом регулярного режима необходимо знать коэффициент теплоотдачи от охлаждаемого калориметра к воздуху в камере спокойного воздуха или в воздушном термостате, где воздух должен иметь постоянную температуру. [c.525]

Следует отметить значительное расхождение экспериментальных результатов, полученных разными авторами. Это можно объяснить в первую очередь недостаточной точностью определения коэффициентов теплоотдачи по методу теплообменника, когда измеряется средний коэффициент теплопередачи, а коэффициент теплоотдачи при течении в щели определяется расчетным путем. Результаты более точных опытов, основанных на измерении температур стенок канала, также расходятся в связи с различными условиями проведения опытов (отсутствие контроля за составом металла, различный материал труб и т. д.). [c.160]

Для замыкания системы уравнений, описывающих турбулентное течение в пучках витых труб, в книге предлагается использовать экспериментально определенные коэффициенты тепломассопереноса (турбулентной диффузии и теплоотдачи). Для их определения были разработаны методы экспериментального исследования и созданы специальные экспериментальные установки, учитывающие специфику измерения быстро-меняющихся параметров. На этих же установках были экспериментально обоснованы модель течения и методы расчета процессов стационарного и нестационарного тепломассопереноса. [c.5]

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]

Свойства регулярного режима во всех подробностях были исследованы Г. М. Кондратьевым [19], который на этой основе предложил ряд плодотворных экспресс-методов для экспериментального определения коэффициентов температуропроводности, теплопроводности, теплоемкости материалов, а также коэффициента теплоотдачи. Впоследствии метод регулярного режима получил дальнейшее развитие и применение. [c.62]

На основе теории регулярного режима разработаны методы экспериментального определения теплофизических свойств веществ, коэффициента теплоотдачи и др. Подробно теория регулярного режима и ее приложения рассматриваются в [45, 65,113]. [c.200]

Используя метод конечных разностей, решить обратною задачу теплопроводности с целью определения локальных коэффициентов теплоотдачи на начальном участке трубы, нагреваемой электрическим током. По данным экспериментального исследования теплоотдачи при вынужденном движении воздуха в трубе температура внутренней [c.206]

Соотношения (и) и (к) могут быть использованы для оценки неравномерности поля температур различных объектов на их основе разработаны экспериментальные методы определения коэффициента теплопроводности, коэффициента теплоотдачи и др. [c.227]

Вследствие сложной зависимости к от ряда факторов расчетные величины коэффициентов теплоотдачи конвекцией для различных конкретных случаев находятся экспериментальным путем. Однако применение методов теории подобия позволяет объединить отдельные величины, характеризующие свойства потока, в определенные комплексы, имеющие решающее значение. [c.270]

В экспериментальной практике полезным может оказаться метод импульсного теплового источника. Метод состоит в измерение возмущения декремента затухания основной температурной гармоники 6vi от одиночных или периодически повторяющихся импульсов теплового источника. Причиной возмущения декремента может быть возмущение какого-либо параметра в системе, подлежащее определению (например, изменение коэффициента теплопроводности, коэффициента теплоотдачи, поля скоростей). Представляет интерес разработка этого метода применительно к работающему ядерному реактору, в котором можно периодически создавать импульсные вспышки мощности. Сравнивая измеряемые декременты спада основной температурной гармоники, можно судить об изменениях, происходящих со временем в условиях охлаждения твэлов или в процессах теплопередачи внутри самих твэлов (например, из-за появления дефектов между сердечником и оболочкой твэла, из-за изгиба твэлов и др.). Тем самым может быть обоснован и разработан способ контроля и диагностики состояния теплонапряженных элементов ядерного реактора, основанный на измерении декремента затухания. [c.115]

Этот метод теплового расчета, базирующийся на экспериментальных значениях коэффициента излучения и теплоотдачи, определенных для некоторых частных случаев, и содержащий большое количество допущений (например, нагревающие элементы тормоза рассматриваются здесь как материальные точки, хотя на самом деле температура в различных местах тормозного шкива и рычажной системы имеет различные значения), не дает возможность получить точные результаты и может быть использован только для приближенных оценок теплового состояния тормоза. [c.269]

Трудность расчета по этой формуле обусловливается коэффициентом теплоотдачи а , представляющим сложную функцию большого числа переменных, определяющих процесс в целом важнейшие из них температурный напор и скорость движения среды. Установлено, что интенсивность теплоотдачи конвекцией пропорциональна скорости газа в степени от 0,5 до I- [44]. Наиболее надежным путем для определения коэффициента а является экспериментальный метод на базе моделирования и теории подобия характерных случаев передачи тепла конвекцией. Полученные экспериментальные данные в форме критериальных уравнений применимы для всех подобных случаев конвективного теплообмена [18 J [22] [44]. [c.114]

Известными параметрами рассматриваемой системы уравнений (4.1) — (4.8) являются геометрические размеры защищаемого объема, температуры наружной обшивки воздуха в кабине, расход и температура воздуха на входе в канал, теплотехнические коэффициенты. Для проведения расчетов необходимо знать значения средних коэффициентов теплоотдачи на стенках кабины и воздушного канала, которые определяются из решения задачи теплообмена в канале или экспериментально. Учет лучистого теплообмена достигается введением лучистых составляющих тепловых потоков в граничные. условия расходных дифференциальных уравнений, что в конечном итоге обусловливает необходимость применения метода последовательных приближений для определения величины лучистого теплового потока в канале. [c.71]

Имитируя условия В1—>00 (материалы с малым коэффициентом теплопроводности при их интенсивном охлаждении), можно по экспериментально найденным значениям т по уравнению (9.42) определить по последним соотношениям коэффициент температуропроводности а. Методы регулярного режима для определения тепловых свойств различных тел и коэффициентов теплоотдачи были разработаны Г.М. Кондратьевым. [c.453]

Для проверки расчетной модели производилось сопоставление данных расчета и эксперимента. Испытания муфты производились на специальном стенде, позволяющем осуществлять нагружение муфты постоянным и переменным вращающим моментом. Поскольку конструкция испытательного стенда не позволяла проводить испытания при вращении муфты, условия конвективного теплообмена с наружной поверхности создавались обдувом муфты с помощью специальной крыльчатки, приводимой во вращение от отдельного привода. Измерение температуры производилось с помощью хромель-копелевых термопар и электронного потенциометра ПСР-1. Внедрение термопар в резиновый упругий элемент осуществлялось путем прокалывания резины полой иглой, внутрь которой закладывалась термопара. После прокалывания резинового элемента игла извлекалась из отверстия, а термопара оставалась в теле упругого элемента. Результаты эксперимента показывают в целом удовлетворительное совпадение расчетных и опытных данных. Совершенствование методики экспериментальных исследований может иметь целью разработку более точных методов определения коэффициента относительного рассеяния энергии ф, коэффициента конвективной теплоотдачи /г и теплофизических параметров резины. [c.120]

Общепринятые инженерные методики расчета теплоотдачи в диссоциирующем газе, с достаточной точностью учитывающие особенности переноса энергии и изменения состава химически реагирующей смеси, основаны на использовании параметров переноса для замороженного состава, поскольку вычисление таких параметров не вызывает затруднений [99]. Кроме того, для этих параметров имеются определенное экспериментальное подтверждение и достаточно надежные методы расчета. Поэтому в настоящей работе коэффициенты теплопроводности рассчитываются для замороженного состава. [c.111]

Для определения коэффициента теплоотдачи в уеловнях кипящего елоя предложен целый ряд эмпирических формул Л. 156]. Однако многие из них не отражают действительного, более высокого значения коэффициента Ык вследствие некоторых особенностей принятого метода обработки экспериментальных данных Л. 63]. [c.218]

Задачей ближайших исследований является построение теории регулярного режима некоторых тел простой формы, в которой были бы учтены раздельные коэффициенты теплоотдачи, и приложение этой теории к их определению. Некоторые шаги в решении этой задачи уже сделаны. В 1951—1952 гг. А. И. Лазарев и Е. С. Платунов, пользуясь обобщенными формулами, дали метод экспериментального определения раздельных коэффициентов теплоотдачи пластинки и цилиндра в условиях естественной конвекции [64]. Этим открывается перспектива более широкого применения альфакалориметра регулярного режима. [c.395]

В книге описан новый метод определения коэффициента теплоотдачи. Дается элементарная теория и анализ теплофнзического процесса, лежащего в основе описываемого метода измерения. Даны рекомендации относительно выбора и изготовления датчиков, описан порядок проведения эксперимента. Приведены сведения об экспериментальных работах, проведенных автором в лабораторных условиях и на промышленных установках. [c.135]

Декеном с сотрудниками [39] была проведена экспериментальная работа по определению среднего коэффициента теплоотдачи в сечении при N 20 методом, основанным на аналогии тепло- и массообмена при испарении нафталиновых шаров диаметром 30 мм. Нафталиновые шары закладывались в слой керамических шаров в трубе диаметром 600 мм (объемная пористость т = 0,40). Расположение шаров в слое было различным в разных сериях опытов, часть опытов была проведена для определения интенсивности массообмена в пристеночном слое при Re = 3-10 . Эксперименты показали, что испарение шаров у стенки происходит на 7% быстрее, чем шаров, расположенных в центре слоя. [c.88]

Д. А. Наринским и Б. И. Шейниным [43] была проведена экспериментальная работа по определению относительного коэффициента теплоотдачи в шаровом слое методом регулярного режима на сферических электрокалориметрах диаметром 45 мм в трубе диаметром 482 мм (iV=10) и модели зоны диаметром 1600 мм (yv = 35). По темпу охлаждения калориметров определялся средний коэффициент теплоотдачи в разных точках шаровой засыпки. Коэффициент теплоотдачи определялся также и [c.88]

Для условий конденсации на мелкоребрнстых трубах, когда большое влияние на формирование пленки конденсата оказывают силы поверхностного натяжения, вполне оправдан иной подход к решению задачи пленочной конденсации на оребренных поверхностях. Н. В. Зозуля, В. П. Боровков, В. А. Карху [7.14—7.17] разработали аналитический метод расчета, в котором учитывалось влияние сил поверхностного натяжения. Аналитически и экспериментально показано, что при определенной геометрии ребра возможно повышение к за счет снижения толщины пленки конденсата на верхней части ребер под действием сил поверхностного натяжения. Для мелкоребристых труб с коэффициентом оребрения порядка 1,3—1,4 средний коэффициент теплоотдачи, отнесенный ко всей поверхности сребренной трубы, может увеличиться в 1,7 [7.18], в 1,7—2 раза [c.180]

В критерий 51эф входит коэффициент средней теплопередачи при продольном обтекании к, в само уравнение энергии входит отношение коэффициента локальной теплопередачи к его среднему значению к(к). Какие эмпирические соотношения следует использовать при расчете локальной теплоотдачи и теплопередачи в теплообменниках Ответ на этот вопрос был предположительно дан авторами [3] и окончательно экспериментально получен А. В. Жуковым. Давно было отмечено, что коэффициент теплоотдачи, определенный методом теплообменника , отличается от коэффициента теплоотдачи, полученного при тех же режимах методом электронагрева рекомендованы и различные формулы для расчета Ки в теплообменниках и в реакторах [9]. Среди многочисленных работ по этому многостороннему вопросу выделим [34], в которой сильное различие проектных и реальных средних коэффициентов теплопередачи объяснилось влиянием гидравлических разверок в сечении реального трубного пучка [38]. [c.196]

Осуществляется такое построение следующим образом. Изготовляем модель исследуемой формы в любом масштабе из нормального материала. Производим тщательное определение всех геометрических величин, необходимых и достаточных для описания данной формы. Нагрев форму, предоставляем ей охлаждаться в условиях постоянства а и температуры внешней среды t. Измеряем это а, например по методу электрокалориметра, и определяем обычным способом т. После этого по формулам (1.52) и (1.50) вычисляем соответствующие численные значения критериальных величия С и р. Их совокупность дает точку В па кривой (1.55) рис. 8. Далее повторяем опыт с охлаждением формы при той же температуре, но уже при другом численном значении а коэффициента теплоотдачи, и находим другой темп охлаждения т вычислив опять критериальные величины, получаем другую точку В кривой (1.55). Идем так далее, пока не наберем достаточного числа точек, чтобы провести через них главную кривую. В силу нашей основной теоремы она имеет асимптоту, параллельную оси и находящуюся от нее в расстоянии р . Для определения этой последней величины необходимо найти коэффициент формы К, что также осуществляется, как мы видели в 3, экспериментальным путем. [c.106]

Необходимый коэффициент теплоотдачи (например а ) можно найти из выражения (6.36). При этом предварительно определяют из экспериментальных данных по тепловому потоку и среднелогарифмической разности температур, а значение находят расчетным путем или из тарировоч-ных опытов. Достоинством метода является то, что для определения а не требуется измерять температуру стенки, что особенно затруднительно при исследованиях на интенсифицированных (например, оребренных) поверхностях. Возможно также одновременное определение и из (6.36) по модифицированному методу Вильсона. При этом [c.396]

Следующим этаном расчета выпарной установки является определение коэффициентов теплопередачи по аппаратам, которые для заданного состояния и материала поверхности нагрева, режима циркуляции определяются плотностью теплового потока и физическими свойствами жидкости. На современном этапе расчет коэффициентов теплоотдачи при конденсации пара и кипении жидкостей а2 производится на основе критериальных уравнений, полученных путем обработки результатов экспериментальных исследований методами теории подобия ss-ei, i29-i3i Ддд расчетов [c.121]

Методы определения эффективности развитых поверхностей подробно изложены в [19]. Для расчета коэффициентов теплоотдачи используют, как правило, эмпирические соотношения типа Nu = = А Re j = Re"S где А, С, а, с — числовые коэффициенты и показатели степени, определяемые экспериментально для каждого типа поверхности. Эти соотношения справедливы только для определенного диапазона чисел Re и представляются в виде таблиц [3, 6,8,24,51 ] у—фактор теплопередачи Колберна [19]. [c.362]

Тепловой баланс нагревательных плит. Для того чтобы сформулировать математически условия, при которых протекают в нагревательных плитах процессы теплопроводности, требуется располагать значениями коэффициентов теплоотдачи на поверхности плит и прессформ, а также коэффициентов сопротивления теплопереходу от плит к соприкасающимся с ними деталями (Прессформами, столом, траверсой и т. п. ). К сожалению, экспериментальные данные по этому вопросу весьма скудны, что следует объяснить большими, иногда, возможно, непреодолимыми трудностями получения таких данных на прессе, находящемся в условиях нормальной эксплуатации. Так, коэффициент теплоотдачи свободных поверхностей плит и прессформ вулканизационного пресса вряд ли может быть определен непосредственно. Косвенные же методы измерения дают усредненные значения. По-видимому, значения коэффициентов теплоотдачи свободных поверхностей плит и прессформ при расчете поля следует выбирать на основании сопоставления результатов косвенных измерений по балансу энергии С результатами, полученными по известным расчетным формулам [17]. [c.45]

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]

Как видно из рассмотренной схемы тепловой модели, несомненными достоинствами теплового моделирования являются относительная простота и физичность. На граничных поверхностях, кроме того, имеется полная возможность задавать граничные условия первого, второго или третьего. рода. При задании граничных условий первого рода тем1пература пове1рхяос71и, поддерживается на определенном уровне в соответствии с требованиями выполнения условий подобия. Для реализации граничных условий второго рода задается определенная мощность электрического нагревателя поверхности, а при задании граничных условий третьего рода между поверхностью и нагревателем или охлаждающим теплоносителем вводится слой дополнительного термического сопротивления, моделирующий коэффициент внеш ней теплоотдачи. Довольно удобным метод теплового моделирования является и для экспериментального исследования процессов нестационарной теплопроводности с радиационными граничными условиями. [c.279]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...