Характеристика различных поверхностей теплообмена

ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗЛИЧНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕПЛООБМЕНА [c.25]

При неравномерном тепловыделении по различным элементам канала температуру поверхностей теплообмена вычисляют по формуле (2.12), но с использованием характеристики Л-й ячейки [c.192]

Как уже отмечалось, выбранный алгоритм можно применить-различными способами например, можно задать площадь наружной поверхности теплообмена, а также температуру наружной поверхности стенки. Затем следует рассчитать все размеры трубок и удовлетворить этим требованиям. Однако при этом, возможно, придется применить итерационный подход, поскольку температура газа на выходе нагревателя может быть неизвестной, а ее нужно задать, чтобы провести расчет термодинамических характеристик. После выполнения в описанном порядке всех расчетов находится расчетная величина Тg, которая используется затем в качестве нового исходного значения Tg, и вся-последовательность расчетов повторяется, пока не будет достигнута удовлетворительная сходимость решения. При этом может потребоваться увеличение или уменьшение объема нагревателя. Можно проводить расчет в обратном порядке, определяя с помощью описанной методики температуру наружной поверхности стенки при заданной температуре на выходе нагревателя. [c.362]

В теплообменных аппаратах газотурбинной установки помимо интенсификации теплообмена с целью уменьшения поверхности нагрева важно обеспечить небольшие гидродинамические сопротивления по газовому и воздушному тракту. Ниже излагается разработанная автором методика и общие зависимости между тепловыми и гидродинамическими характеристиками поверхности теплообмена, к. п. д. аппарата и его основными конструктивными размерами поверхностью нагрева, объемом, весом, фронтальным сечением и длиной пути теплоносителя. Это не только позволяет определить для заданных условий необходимые основные размеры аппарата, но и изучать влияние отдельных факторов и производить сопоставление поверхностей теплообмена и конструкций аппаратов различных видов. [c.147]

Горизонтальные трубы. Как показано в [184], применение дискретно-шероховатых поверхностей теплообмена весьма эффективно и при конденсации пара на наружных поверхностях труб. При этом достигается двойной эффект не требуется дополнительное оребрение наружных поверхностей и одновременно происходит интенсификация на внутренних поверхностях труб. Конкретно такими свойствами и характеристиками обладают трубы с различного рода накатками и волнистые (рис. 12.35). [c.539]

Двигатели. В большинстве конструкций двигателей главное внимание уделяют конструкции регенератора и второстепенное — конструкциям нагревателя и холодильника. Поэтому процессы теплопередачи при подводе и отводе теплоты осуществляются неудовлетворительно. Это обусловливает дальнейший интерес к конструкции регенератора осуществляются многочисленные экспериментальные попытки, направленные на отработку различных конструкций регенераторов. Однако порой эти попытки не оказывают влияния на работу двигателя. Особенно это относится к случаю, когда эксперименты проводят с целью уменьшения размеров регенератора размеры уменьшают до такой степени, что двигатель по существу работает без него. Известно, что в небольших двигателях с низким давлением рабочего тела отсутствие регенератора почти всегда приводит к улучшению их характеристик. Это обусловлено тем, что преимущества, связанные с уменьшением мертвого объема и в меньшей степени с уменьшением потерь, обусловленных теплопроводностью корпуса регенератора, и потерь на трение, превышают потери, связанные с теплоемкостью и поверхностью теплообмена насадки регенератора. / [c.117]

Коэффициент теплоотдачи а определяют три группы факторов. Во-первых, геометрические факторы, связанные с конфигурацией системы конвективного теплообмена течение жидкости вдоль плоской поверхности, поток в трубе (или в продольных межтрубных каналах), поперечное обтекание труб и трубных пучков и т. д. Во-вторых, гидродинамические факторы, обусловленные прежде всего наличием двух режимов течения — ламинарного (при малых значениях числа Не) и турбулентного (при больших значениях числа Ке). Механизм теплообмена в двух этих случаях существенно различен. Кроме того, в пределах каждого режима течения имеется связь коэффициента теплоотдачи а со скоростью потока, качественно одинаковая для обоих режимов — при возрастании скорости потока коэффициент а увеличивается. Однако количественные характеристики для ламинарного и турбулентного режимов различны. [c.315]

Другой вид искусственной шероховатости (рис. 10-3, в, г) подробно исследован в [16, 17, 33, 92, 101, 113]. При этом кольцевые выступы с различным относительным шагом s h создавались как на наружной поверхности трубы при течении потока воды, воздуха и трансформаторного масла в кольцевом канале, так и на внутренней поверхности круглой трубы. Такой вид искусственной шероховатости изучался также в плоском щелевом канале. Итоги этих исследований были обобщены в [16, 17]. Анализ показал, что для этого вида шероховатости параметром, имеющим решающее значение для интенсификации теплоотдачи, является отношение расстояния между выступами s к их высоте h s/h. Остальные характеристики, такие как форма выступа (прямоугольная или треугольная), отношение hid, имеют второстепенное значение. При этом высота выступов h должна превышать толщину вязкого подслоя. В [16, 17] показано, что причина интенсификации теплообмена связана со срывом и разрушением вязкого подслоя выступами шероховатости и возникновением вихревых зон. Оказывается, что для параметра sih существует оптимальное значение, при котором интенсификация теплоотдачи максимальна. В результате обобщения многочисленных опытных данных автор [16, 17] получил уравнение для теплоотдачи [c.294]

Развитие двухфазного пограничного слоя в таком потоке после сечения Б будет в ряде случаев отличаться от развития двухфазного пограничного слоя стабилизированного потока, а характеристики тепловые и гидродинамические таких потоков также будут различны, что требует специального анализа. На рис. 1 представлен поток, длина участка тепловой стабилизации которого меньше длины участка конвективного теплообмена, так что к сечению Б, в котором может начаться парообразование на поверхности нагрева, подходит поток, полностью термически стабилизированный. [c.69]

Общие характеристики теплообмена в различных аппаратах излагаются ниже, здесь же следует указать на специфические особенности работы поверхностей нагрева выпарных аппаратов. По мере сгущения растворов (коэффициент теплоотдачи поверхность — раствор падает, а по мере повышения скорости движения жидкости около поверхности нагрева он в большинстве случаев возрастает. [c.264]

Для сравнительной оценки различных аспектов радиационного режима теплообмена в печах геометрическая характеристика системы имеет второстепенное значение. Действительно, развитие кладки по отношению поверхности нагрева имеет тем меньшее значение, чем выше степень черноты кладки Поскольку обычно для огнеупорной кладки печей > 0,85, роль развития [c.200]

Влияние геометрических характеристик поверхности нагрева характеризуется симплексом L/D. Зависимость теплообмена от этого симплекса в области А/й ч>30, представленная на рис. 2,а, указывает на снижение интенсивности теплообмена с увеличением LID, что также подтверждается нанесенными на рисунке данными [Л. З, 4]. Характер этой зависимости сохраняется для различных ско(ро-стей, а также в области L/D<30. Согласно рис. 2,а показатель степени при LjD равен 0,4. Опытные данные показывают, что при прочих равных условиях интенсивность теплоотдачи падает с увеличением длины и диаметра поверхности нагрева, что видно и из рис. 3. [c.642]

При проведении вариантного расчета испарителя необходимо построить его статическую характеристику зависимость коэффициента теплопередачи аппарата от разности температур в процессе теплообмена. Для построения этой характеристики производится графическое решение уравнения (14) при различных At (рис. 2). На основе полученных данных строится статическая зависимость k = f(At), представленная на рис. 3. Если построена статическая зависимость для чистой поверхности нагрева, то легко построить статическую зависимость с учетом накипеобразований. [c.333]

На основе примеров, взятых из практики проектирования паровых котлов в ПО Красный котельщик , рассмотрено влияние различных факторов на процессы теплообмена в топке, конвективных, радиационных и радиационно-конвективных поверхностях нагрева. Приведены алгоритмы и расчеты характеристик топлива, теплового баланса, конструкторские расчеты поверхностей нагрева парового котла. В каждой главе даны задачи, снабженные ответами. [c.302]

Для совершенствования методов расчета теплообмена в топках, а также анализа условий горения и теплообмена в первую очередь необходимо располагать данными о характеристиках теплового излучения, связанных с особенностями сжигания топлива в топочных камерах различных конструкций. Учитывая селективные радиационные свойства пламени и загрязненных экранных поверхностей нагрева, в первую очередь необходимо иметь данные о спектральных радиационных характеристиках топки в реальных условиях работы агрегатов. Особенно необходимы эти данные для разработок и использования зональных методов расчета теплообмена в топках. [c.140]

Интегральные уравнения теплообмена излучением заменяются при этом аппроксимирующей конечной системой алгебраических уравнений. Из решения этой системы уравнений совместно с уравнениями движения, конвективного теплообмена и горения определяются в конечном счете все неизвестные энергетические характеристики, которые могут включать в себя как температуры, так и потоки энергии между зонами. При этом, чем на большее число зон разбита топка, тем выше точность получаемого решения. Число зон, в свою очередь, зависит от характера полей температуры и физических характеристик тел Чем выше неоднородность этих полей, тем на большее число зон необходимо разбивать топочный объем и ограничивающие его поверхности нагрева. В практической реализации зональных методов существует ряд различных подходов. [c.205]

Ниже рассматривается задача определения нестационарных температурных полей в многослойных покрытиях, расположенных на грунтовом основании. В общем случае они представляют собой систему неограниченных пластин с внутренними источниками выделения или поглощения тепла между слоями покрытия и грунтовым основанием обеспечивается идеальный контакт теплофизические характеристики материалов в слоях различны температура среды меняется по гармоническому закону условия теплообмена между средой и поверхностью конструкции подчиняются закону Ньютона. Система дифференциальных уравнений для сформулированной задачи с учетом принятых предпосылок и допущений имеет вид [156, 157] [c.289]

Здесь приняты следующие допущения между приведенными слоями (первым и вторым) обеспечивается идеальный тепловой контакт теплофизические характеристики являются приведенными, но различными для каждого слоя условия теплообмена между поверхностью покрытия и воздушной средой подчиняются закону Ньютона. Температура внешней среды принята изменяющейся по гармоническому закону. [c.294]

В связи с эти.м приобретают большое значение приближенные методы решения задач пограничного слоя, среди которых распространенными являются методы, основанные на использовании уравнений пограничного слоя в интегральной форме. К таким уравнениям относятся уравнение количества движения, уравнение кинетической энергии, уравнение энергии. Приближенность этих методов заключается в отказе от удовлетворения дифференциальных уравнений пограничного слоя для каждой отдельной частицы жидкости. Уравнения пограничного слоя удовлетворяются только в среднем по толщине пограничного слоя ери выполнении граничных условий и контурных связей на стенке и при переходе к внешнему потоку. С точки зрения инженерной практики такой подход оправдывается тем, что часто прп проектировании различных технических устройств нет необходимости в детальном знании профилей скорости и температуры достаточно иметь данные о распределении коэффициентов трения и теплообмена по обтекаемой поверхности или о распределении толщины пограничного слоя и интегральных его характеристик. [c.52]

На рис. 4.9, 4.10 приведены результаты расчета процесса теплообмена при горении вертикальной строительной конструкции, выполненные по соотношениям (4.88) и (4.89) при 7 =900°С, 5=1, П№ = = 0, т = 0,23, Рг=1,1е=1, х = 3 м, к = 2 м- , С = 14 МДж-кг-, ц = 0,75, 8и = 0,9 для различных значений ДГ=7 —Tw. На рис. 4.11 в качестве примера представлена зависимость плотности суммарного теплового потока к горящей поверхности вертикальной строительной конструкции от оптической характеристики газовой среды пограничного слоя Ви и перепада температуры ДГ. [c.171]

Применяя указанный метод последовательно к различным точкам аппарата, можно получить распределение температур в аппарате, т. е. рассчитать его тепловой режим. В случае системы многих тел расчет становится весьма громоздким, так как приходится определять большое число тепловых характеристик, кроме того, возникают трудности при вычислениях тепловых сопротивлений и коэффициентов, которые требуют учета условий теплообмена на границах тел. Большое число разнообразных по конфигурации, материалам и сложным, образом расположенных в пространстве тел создает обилие поверхностей раздела с разными условиями теплообмена. Без существенных упрощений геометрии системы (аппарата) расчет по указанному методу может быть выполнен лишь с помощью ЭВМ. [c.807]

Характер формирования температурных полей к теле определяется интенсивностью теплообмена его с окружающей средой. В любом случае тело отделено от среды некоторым пограничным слоем, представляющим определенное термическое сопротивление, которое ухудшает условия теплообмена. Контактные термические сопротивления наблюдаются также при соприкосновении тел с одинаковыми или различными теплофизическими свойствами. Следствием этого является невыполнение в эксперименте теоретически постулированных граничных условий первого и четвертого рода. Точность определения теплофизических характеристик во многом определяется соотношением между термическим сопротивлением исследуемого объекта и контактным термическим сопротивлением. Чем выше это отношение, тем точнее при прочих равных условиях будут опре-делены теплофизические свойства тела. При одних и тех же размерах тел и условиях сопряжения с окружающей средой это отношение будет больше всегда для плохих проводников тепла по сравнению с хорошими проводниками тепла, например металлами. Сущность различных способов уменьшения термических сопротивлений в основном сводится к тщательной обработке соприкасающихся поверхностей и замене всегда остающейся газовой прослойки более проводящим веществом, например жидкостью. [c.36]

Поясним методику теплогидродинамического сопоставления аппаратов, разработанных по одному и тому же техническому заданию, но выполненных из различных поверхностей теплообмена. Пусть на фиг. 3 показаны теплогидродинамические характеристики обеих рассматриваемых поверхностей 1 м 2 TIO тепловым показателям, т. е. в системе координат (19). Очевидно, что по тепловым показателям поверхность 1 выгоднее. Сопоставление аппаратов нужно производить для 0 пределенн0Й заданной тепловой мощности Q == idem. Разберем несколько частных случаев [c.12]

В литературе имеются довольно обширные табличные данные по излучатель.ной способности различных материалов. Однако из-за существующей неопределенности в классификации состояния поверхности и из-за методических ошибок табличные значения радиационных характеристик не всегда с высокой точностью могут описать свойства данной поверхности, для которой должен быть выполнен расчет. Особенно большие расхождения встречаются в оценках е металлов. Поэтому для выполнения особо точных расчетов теплообмена излучением необходимо либо специально определять радиационные характеристики кон1фетных поверхностей, участвующих в теплообмене, что крайне трудоемко, либо [c.27]

Зависимость Артр от массовой скорости p wo выражается уравнением третьей степени. Из этого следует, что потери на трение могут оказаться одинаковыми при трех различных значениях расхода, при трех режимах. Это б дет иметь место тогда, когда решение уравнения (2.42) приведет к трем действительным корням. Гидродинамическая характеристика, при которой в определенном интервале изменения Ар одному и тому же значению потерь соответствуют различные расходы, считается нестабильной. В ряде случаев для интенсивно обогреваемых труб меньшие значения массовой скорости при нестабильной характеристике могут оказаться недостаточными, чтобы обеспечить надежную работу поверхности теплообмена, или могут привести к снижению производительностш аппарата. Поэтому такие характеристики допускать не следует. [c.71]

Величина поверхности теплообмена, а следовательно, и затрата металла на изготовление тенлообменннка при заданной его производительности и заданных параметрах теплоносителей определяется интенсивностью процессов теплообмена. Методы интенсификации для различных процессов теплообмена различны. Например, у теплообменников с выпум ден-ным движением теплоносителей увеличения теплоотдачи и сокращения поверхности теплообмена можно достигнуть за счет увеличения скорости движения теплоносителей. Однако это влечет за собой одновременное увеличение расхода энергии на движение теплоносителей через аппарат. Поэтому форма и размеры поверхности теплообмена, скорости движения теплоиосптелей и некоторые другие характеристики [c.168]

Величина поверхности теплообмена, а следовательно, и затрата металла на изготовление теплообменника при заданной его производительности и заданных параметрах теплоносителей определяются интенсивностью процессов теплообмена. Нетоды интенсификации для различных процессов теплообмена различны. Например, у теплообменников с вынужденным движением теплоносителей увеличения теплоотдачи и сокращения поверхности теплообмена можно достигнуть за счет увеличения скорости движения теплоносителей. Однако это влечет за собой одновременное увеличение расхода энергии на движение теплоносителей через аппарат. Поэтому форма и размеры поверхности теплообмена, скорости движения теплоносителей и некоторые другие характеристики теплообменника должны выбираться так, чтобы соотношение между поверхностью теплообмена и расходом энергии на движение теплоносителей было оптимальным, т. е. экономически наиболее выгодным. Это соотношение устанавливается на основе технико-экономического расчета. [c.243]

В работе [93] даны некоторые характеристики оребренных поверхностей нагрева из медных и латунных трубок для теплообменников различного назначения. На рис. 76 приведена одна из конструкций регенератора с оребренными трубками. Несущая трубка диаметром 10 мм снабжена навитой спиральной гофрированной лентой толщиной 5 мм, а затем вставлена в трубку 25 мм с толщиной стенки 1 мм. Внешняя сторона трубки большого диаметра также оребрена гофрированной лентой (размер с оребре-нием 44 мм). Внутренняя трубка закрывается пробками. Внутреннее оребрение увеличивает поверхность теплообмена по сравнению с гладкотрубной в 6,6 раза, а внешнее — в 16,4 раза. В этой конструкции отсутствуют трубные доски. Поверхность теплообмена состоит из 71 трубного пучка. При этом каждый пучок объединяет 19 трубок. Пространство между трубками заполнено трехгранными алюминиевыми вставками. Воздух высокого давления протекает в кольцевом зазоре между внешней и внутренней трубками, воздух низкого давления в противотоке с внешней стороны. Общая длина регенератора ГТУЗЦ в Равенсбурге составляет 6278 мм, из которой 2600 мм занимают трубные пучки, внешний диаметр регенератора 2000 мм. [c.139]

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]

В замкнутом контуре, на некоторой части которого генерируется пар, плотность среды в подъемных и опускных линиях различна и вследствие действия сил гравитации возникает естественная циркуляция. Интенсивность теплообмена в греющих элементах контура при этом определяется тем, какие установятся в них скорости движения сред. Поэтому для определения коэффициентов теплопередачи и размеров требуемых поверхностей теплообмена необходимо располагать значениями скорости циркуляции Wq, а в некоторых случаях — и рядом других гидродинамических характеристик двухфазного потока в характерных сечениях (истинным объемным паросо-держанием ф, приведенными значениями скорости жидкости w q, скорости пара w o и др.). [c.267]

Эксперименты Уокера в 1961 г. [343] на криогенной газовой машине фирмы Филипс при работе с рядом различных регенераторов подтвердили второй вывод, полученный Дэвисом и Сингхэмом, а именно, что уменьшение диаметра проволоки приводит к увеличению КПД регенератора. В качестве определяющей характеристики машины, работающей при постоянной частоте вращения и среднем давлении рабочего тела, была взята холодопроизводительность по жидкому воздуху. Уменьшение диаметра проволоки при почти постоянных массе и пористости насадки обусловливает увеличение поверхности теплообмена. [c.115]

Тепловые процессы в потоке газовзвеси протекают весьма сложно. Теплообмен осуществляется путем распространения тепла в газовой фазе передачи тепла твердой частице теплопроводности внутри частицы отдачи тепла этой частицей менее нагретому газовому элементу либо соприкасающейся другой твердой частице радиационного теплообмена газа с частицами, частиц друг с другом и со стенкой канала теплопроводности в ламинарной газовой пленке и в контактах частиц со стенкой. Влияние направления теплового потока на теплообмен с потоком газовзвеси и с чистым потоком в принципе различно, поскольку, кроме изменения физических характеристик газа, следует учесть изменение поведения и твердых частиц. Для охлаждения газовых суспензий существенны силы термофореза (гл. 2), которые могут привести к загрязнению поверхности нагрева и как следствие— к снижению интенсивности теплообмена при [c.181]

Изложены общие принципы ноетроення математического описания многофазных систем особое внимание уделено 1)ормулировке универсальных и специальных условии совместности на межфазных границах. Анализируется гидростатическое равновесие газожидкостных систем волновое движение на поверхности тяжелой жидкости, классические неустойчивости Тейлора и Гельмгольца гидродинамика гравитационных пленок. Рассмотрены закономерности стационарного движения дискретной частицы (капли или пузырька) в несущей фазе, механизм и количественные характеристики роста паровых пузырьков в объеме равномерно перегретой жидкости и на обогреваемой твердой стеикс. Приводятся характеристики течения газожидкостных потоков в канале, методы расчета истинного объемного паросодержания и трения в потоках различной структуры методы расчеты теплообмена и кризисов при пузырьковом кипении в трубах. [c.2]

Упрощение расчетов состоит в том, что появляется возможность использовать информацию о величине коэффициента массоотдачи при испарении воды с открытой либо с обильно смоченной поверхности Рв [64]. Величина би при этом приобретает смысл аналога терморадиапионных характеристик поверхности продукта степени черноты (относительной излучательной способности) е и поглощательной способности А. Некоторая неопределенность толщины поверхностного слоя не должна препятствовать вве дению новой характеристики Ей, так как и для расчетов лучистого теплообмена при обработке различных продуктов используют е и А, хотя процессы поглощения и отражения происходят по толщине некоторого слоя. Опытные данные показывают, что при охлаждении мяса изменение влажности происходит на глубине 2...3 мм, до 4...5 мм [(5]. [c.130]

Одновременно с этим следует отметить, что в матема-тичбок ом отно шенйи интегральные уравнения ipawiHauiHOH-ного теплообмена отличаются существенной сложностью и их приближенные аналитические решения получены лишь для одномерных задач с введением ряда упрощающих допущений (постоянство радиационных характеристик, изотропное рассеяние в объеме и на граничной поверхности, неселективные (серые) среда и поверхность излучающей системы]. В общем же случае система интегральных уравнений теплообмена излучением содержит ряд заранее неизвестных величин (ядра интегральных ураинений, поглощательная и отражательная способность граничной поверхности, средние по спектру коэффициенты поглощения и рассеяния среды). Эти величины являются функционалами температурных полей в объеме и на поверхности и могут быть определены лишь с той или иной степенью приближения. Поэтому методы решения интегральных уравнений теплообмена излучением в общем случае по аналогии с различными дифференциальными методами можно рассматривать как своего рода интегральное приближение. [c.190]

Дальнейшее развитие зональный метод получил в работах В. Г. Лисиенко и его сотрудников [32, 33]. В этих работах с учетом специфических особенностей теплообмена в металлургических печах разработана зональная методика расчета, достаточно полно отражающая влияние на условия переноса энергии основных режимных параметров и особенностей конструкции различных типов печей, В разработанной математической модели процесса учитываются селективные радиационные свойства как самого факела, так и поверхностей металла и кладки применительно к системе уравнений для собственного излучения. Разработаны и усовершенствованы методы математического моделирования] условий теплообмена в сталеплавильных, нагревательных и "стекловаренных печах с учетом селективных свойств газов, огнеупорной кладки и материала. Предложен оригинальный подход и получены ценные практические результаты при решении сопряженной задачи внешнего теплообмена с учетом нагрева массивного металла. В рамках разработанных моделей представляется возможным непосредственно учитывать влияние на теплообмен в пламенных печах таких важных факторов, как настильность и длина факела, а также его светимость и селективность радиационных характеристик. [c.211]

Регенератор обычно изготавливается из пористого материала, образующего длинный извилистый канал для протекающего по нему рабочего тела, чтобы обеспечить наибольщую площадь поверхности контакта между материалом регенератора и газом. Высокие значения суммарного коэффициента теплоотдачи в регенераторе достигаются не только за счет развитых теплообменных поверхностей, но п за счет малых гидравлических диаметров. Эти факторы обеспечивают близкую к единице эффективность регенеративных теплообменников при условии, что теплоемкость материала существенно больше теплоемкости рабочего тела. Это условие в общем ограничивает использование регенераторов случаем систем с газообразным рабочим телом. Регенераторы используются на различных крупных предприятиях типа доменных и стеклоплавильных печей, а также на газотурбинных станциях. Эти регенераторы обычно представляют собой крупные теплообменники, размеры которых достигают 40 м и в которых направление потока не меняется в течение периодов, составляющих многие часы. Регенераторы, применяющиеся в современных двигателях Стирлинга, считаются большими, если их диаметр превышает 60 мм, а периоды движения потока в одном направлении составляют несколько миллисекунд. Поэтому большая часть подробных аналитических результатов, полученных для крупных инерционных регенераторов, вряд ли применима для регенераторов двигателя Стирлинга, хотя основные концепции и принципы работы являются, по существу, одинаковыми. В регенераторах малого размера гораздо больщее значение имеют такие факторы, как аэродинамическое сопротивление, влияние стенки кожуха регенератора и задержка рабочего тела. Последний эффект вызван тем, что некоторая часть рабочего тела не может пройти весь канал регенератора. и задерживается внутри него на несколько циклов вследствие сложности природы колеблющегося и возвратного течения, а это отрицательно влияет на характеристики теплообмена в регенераторе. [c.251]

Теплообмен излучением играет важную роль в космической технике например, в космических аппаратах сбрасываемое тепло от энергетической установки, электронного оборудования и различных элементов аппарата переносится жидк им теплоносителем к космическим радиаторам, где оно путем теплопроводности передается к поверхности ребер, а затем путем теплового излучения отводится в открытый космос. Поскольку космические радиаторы, по-видимому, относятся к наиболее тяжелым элементам системы терморегулирования космического аппарата, следует выбрать наиболее эффективную геометрию ребер с точки зрения отвода тепла излучением, а также точно определить тепловые характеристики радиатора, чтобы минимизировать его вес. На фиг. 6.1 показаны типичные радиаторы космических ап паратов. В работах [1,2] рассматривается широкий круг связан ных с ними инженерных проблем. Основной механизм теплообмена в космическом радиаторе — совместное действие теплопроводности и излучения в прозрачной среде. Характеристики теплообмена для простых излучающих ребер исследовались до-, статочно широко [3—14]. Для геометрических форм ребра, представленных на фиг. 6.1, в, г, теплообменом излучением между поверхностью ребра и его основанием можно пренебречь, что значительно упрощает анализ. Однако для случаев, представленных на фиг. %Л,а,б,д, этот теплообмен необходимо учитывать, что усложняет проведение расчетов. Оптимизация веса ребра также существенна в других технических приложениях. Эта проблема рассматривалась рядом исследователей, определявших тепловые характеристики развитых излучающих поверхностей. [c.231]

В потоках с турбулентным пограничным слоем на обтекаемой поверхности чисто аналитический расчет трения и конвективного теплообмена в настоящее время невозможен. Однако разработаны различные полуэмпи-рические методы, позволяющие с достаточной для практики точностью рассчитать поверхностное трение и теплообмен. В случае изотермического пограничного слоя в области существенных градиентов давления можно надежно рассчитать динамические характеристики турбулентного слоя и определить положение места отрыва. Меньше разработаны теория и методы расчета турбулентного пограничного слоя с градиентом давления в условиях интенсивного тепломассообмена и при больших скоростях движения газов. В некоторых случаях применение модифипированной аналогии Рейнольдса процессов переноса тепла и количества движения позволяет распространить полуэмпирические методы расчета изотермического пограничного слоя на расчет турбулентного пограничного слоя в условиях интенсивного теплообмена, влияния сжимаемости, поперечного потока массы и других факторов. [c.5]

Наряду с изучением радиационных характеристик топочных сред исследовались излучательные и поглощательные способности конструкционных и теплоизоляционных материалов, используемых в котельной и печной технике [27, ИЗ—116, 37, 119], а также шлаков [113,117,118] и золовых отложений [42, 48—50, 119], образующихся в топочных камерах. Результаты работ этого направления показывают, что поглощательная способность теплоизоляционных материалов, золовых отложений и шлаков при температурах 600—1300° С характеризуется более низкими численными значениями, чем это считалось во многих методах расчета теплообмена в топочных камерах. Указанный диапазон изменения температур соответствует средним значениям температур различных зон поверхностей нагрева топок паровых котлов. Следует иметь также в виду, что поглощательная способность указанных материалов, представляющих собой набор различных окислов, существенно уменьшается с увеличением температуры [53]. В подавляющем большинстве вышеупомянутых работ определялись интегральные поглощательные или излучательные способности различных тоночнь[х сред и материалов. [c.75]

Трубные пучки являются наиболее распространенными теплообменными поверхностями. Высокие прочностные свойства, технологичность изготовления, хорошие теплотехнические характеристики, удобства компоновки — все эти качества обеспечили трубным пучкам преимуш,ества перед другими поверхностями нагрева. В установках с повышенными давлениями пучки из круглых труб имеют бесспорный приоритет. Оребренные пучки обладают дополнительными достоинствами, которые обусловливают компактность и высокую приведенную интенсивность теплообмена. В теплообменниках из трубных пучков лрименяются различные теплоносители газы, капельные жидкости, жидкие металлы, двухфазные потоки. В ряде теплообменников на трубных пучках теплообмен происходит при фазовом превращении теплоносителей (кипение, конденсация). [c.3]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...