Способы переноса тепла

Допустим, что серые непрозрачные стенки отражают и излучают лучистую энергию изотропно имеют постоянные, но различные температуры (7 i>7 2) и поглощательные способности Ai и Лг (рис. 18-1). Примем, что основным способом переноса тепла является перенос излучением и что процесс стационарен во времени. Требуется найти распределения плотности потока результирующего излучения и температуры по толщине слоя среды (задача одно- мерная). [c.427]

Исследования показывают, что теплопередача является сложным процессом. При изучении этот процесс расчленяют на простые явления. Различают три элементарных способа переноса тепла теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение. [c.5]

Для процессов теплоотдачи режим движения рабочей жидкости имеет очень большое значение, так как им определяется механизм переноса тепла. При ламинарном режиме перенос тепла в направлении нормали к стенке в основном осуществляется путем теплопроводности. При турбулентном режиме такой способ переноса тепла сохраняется лишь в вязком подслое, а внутри турбулентного ядра перенос осуществляется путем интенсивного перемешивания частиц жидкости. В этих условиях для газов и обычных жидкостей интенсивность теплоотдачи в основном определяется термическим сопротивлением пристенного подслоя, которое по сравнению с термическим сопротивлением ядра оказывается определяющим. В этом легко убедиться, если проследить за изменением температуры жидкости в направлении нормали к стенке (рис. 2-2). Как видно, наибольшее изменение температуры происходит в пределах тонкого слоя у поверхности, через который тепло передается путем теплопроводности. Следовательно, как для ламинарного, так и для турбулентного режима течения вблизи самой поверхности применим закон Фурье [c.34]

Таким образом, существуют три способа переноса тепла теплопроводность (кондукция), конвекция и излучение (радиация). [c.8]

В теории теплопередачи расчет сложного теплообмена осуществляется с помощью методов, обобщающих результаты раздельного изучения каждого из трех первичных способов переноса тепла. Следовательно, основным методом теории теплопередачи является расчленение сложного теплообмена на его составляющие по способу (механизму) переноса тепла и изучение этих составляющих методами математической физики и научного опыта. [c.8]

Существуют три способа переноса тепла [c.23]

Приведенные уравнения справедливы для твердых тел. Для жидкостей и газов они также справедливы при условии, что отсутствуют другие способы переноса тепла (конвекцией, излучением и др.). Эти уравнения не имеют общего решения. Но получены частные решения применительно к телам определенной геометрической формы при конкретно заданных условиях однозначности. Такие частные решения и используются при постановке различных экспериментов. Решения дифференциальных уравнений (1-8) и (1-9) применительно к одномерным температурным полям для тел простой геометрической формы позволяют найти коэффициент теплопроводности из соотношения [c.19]

При турбулентном течении основным способом переноса тепла в ядре потока является конвекция. Распределение температуры отличается равномерным характером. Основное изменение температуры распространяется на тонкий слой в непосредственной близости от поверхности твердого тела (температурный или тепловой пограничный слой). При ламинарном режиме температур- [c.127]

Для конкретного составного тела или конкретной системы тел связь между тепловыми сопротивлениями и коэффициентами определяется путем рассмотрения эквивалентной тепловой схемы. Далее составляется уравнение теплового баланса с учетом всех способов передачи тепла, т. е. используются уравнения типа (22.8). В случае необходимости тепловые проводимости выражают через удельные тепловые проводимости. Полученная система уравнений решается относительно Я и Р. Часто некоторыми способами переноса тепла можно пренебречь и тогда система упрощается. Известны выражения и f для ряда конкретных тепловых схем [7—9]. [c.825]

В общем случае F = F (/ , t ). Для того чтобы определить структуру этого коэффициента, следует рассмотреть отдельные способы переноса тепла, т. е. кондукцию, конвекцию, излучение и их совместное проявление. [c.34]

СПОСОБЫ ПЕРЕНОСА ТЕПЛА [c.44]

Назовите основные системы и способы переноса тепла внутри космического аппарата. [c.508]

Процессы теплообмена являются сложными физическими явлениями. Из физики известно, что в природе имеют место три различных способа переноса тепла теплопроводность, конвекция, излучение (радиация). [c.55]

Из анализа механизма переноса тепла в покрытиях, нанесенных тем или иным способом, следует, что эфф существенно зависит от целого ряда факторов. Поэтому если не учитывать влияния давления, состава окру жающего газа, степени пористости покрытия, температуры, при которой проведены измерения, то можно получить значения теплофизических характеристик, отличающиеся от истинных величин в несколько раз. [c.162]

Аналогично гидродинамическому подобию рассмотрим условия теплового подобия. Вначале разберем случай чистой теплопроводности, т. е. переноса тепла молекулярным способом без конвекции. В этом случае уравнение переноса тепла имеет вид [c.232]

Основная проблема, связанная с реакцией ядерного синтеза, состоит в разработке технологии, способной удерживать газ заряженных частиц, плазму при температуре порядка многих миллионов градусов в течение довольно длительного времени для того, чтобы высвободить нужное количество энергии, в то время как плазма находится в изолированном состоянии. Известны два способа, с помощью которых управляют этим процессом метод магнитных полей и метод удерживания атомов тяжелого водорода с помощью мощных лазеров. Первый метод имеет несколько вариаций, из которых наиболее известна токамак [слово тока-мак составлено из первых слогов русских слов тороидальный (то), камера (ка) и магнитный (мак)]. Этот метод представляет собой наиболее легкий путь осуществления ядерного синтеза, в котором участвуют дейтерий и тритий и который протекает в удерживаемой с помощью магнитных полей плазме при температуре более 100 млн. °С. Конечными продуктами реакции синтеза являются ионы гелия (Не ) и нейтроны. Около 80% высвобождаемой в результате синтеза энергии приходится на нейтроны. Высокая кинетическая энергия этих частиц должна быть преобразована в тепло и использована для расширенного. воспроизводства трития путем абсорбции энергии в слое лития. Системы переноса тепла и преобразования в тепло, которые являются следующей ступенью, аналогичны используемым в ядерных реакторах деления. При осуществлении второго метода лазерный луч направляют на скопление атомов дейтерия-трития с разных [c.230]

Вплоть до недавнего времени существовали два противоположных взгляда на роль голых , т. е. не покрытых каплями, участков охлаждаемой поверхности в процессе массо- и тепло-переноса. Одни исследователи считали, что именно на голых участках поверхности конденсация идет наиболее интенсивно, а конденсат тем или иным способом переносится в капли другие пришли к выводу, что пар конденсируется на поверхности капель, подтверждая свой вывод экспериментом [3]. [c.223]

Способом, совершенно аналогичным рассмотренному выше, можно доказать взаимность функций Грина основного и сопряженного уравнений в нестационарном случае переноса тепла посредством теплопроводности и конвекции в канале с твэлом и теплоносителем [см. (3.24) и (3.31)]. Эти преобразования здесь не приводятся, однако следует заметить, что соотношение взаимности функций Грина для этого случая по виду в точности совпадает с [c.89]

В обратимом цикле тепло обратимо передано от горячего источника к холодному. Таким образом, обратимый цикл можно рассматривать как способ осуществления обратимого переноса тепла от более нагретого тела (горячий источник тепла) к менее нагретому (холодный источник) и наоборот. Если же цикл необратим, той передача от горячего к холодному источнику осуществляется необратимо. Степень необратимости перехода тепла от горячего к холодному источнику тем больше, чем больше разности температур горячего источника и рабочего тела и рабочего тела и холодного источника. Очевидно, что наибольшая степень необратимости соответствует переходу тепла от горячего к холодному источнику без совершения работы. Рассмотрим в этой связи термический к. п. д. цикла Карно. В соответствии с определением, приведенным ранее, термический к. п. д. любого цикла определяется соотношением [c.57]

Другим способом обратимого осуществления переноса тепла от более нагретого к менее нагретому телу, как уже упоминалось, является использование обратимого цикла Карно. Для того чтобы осуществить любой необратимый цикл, необходимо располагать системой, состоящей из трех не находящихся в равновесии элементов горячий источник, холодный источник и рабочее тело. Если за один цикл от горячего источника (температура Г ) отбирается тепло Q , а холодному источнику (температура передается тепло 21 то энтропия горячего источника уменьшается на величину [c.86]

Опыты по теплообмену при турбулентном течении жидкостей с высокими числами Прандтля весьма чувствительны к турбулентному переносу тепла в подслое, так как молекулярный перенос тепла сильно подавлен. Однако мы не располагаем аналогичным способом подавления молекулярного переноса импульса с тем, чтобы исследовать непосредственно турбулентный перенос импульса. [c.205]

В настоящее время отсутствует не только точное решение, но даже точное написание уравнения процесса переноса электричества в металлах и сплавах вследствие сложной зависимости его от характеристических параметров металла. Еще худшее положение в теории теплопроводности, так как процесс переноса тепла является еще более сложным. Имеющиеся решения обычно сводятся к установлению взаимосвязи между электропроводностью и теплопроводностью. Несмотря на различие методов, эта зависимость имеет один и тот же вид отношение коэффициента теплопроводности Я к произведению коэффициента электропроводности а на абсолютную температуру Т есть величина постоянная L. Кроме того, известно, что теплопроводность в металле осуществляется двумя способами электронами (электронная теплопроводность Хе) и упругими колебаниями атомов в узлах кристаллической решетки (фо-нонная теплопроводность Лф). [c.115]

Применение термодинамики необратимых процессов к явлениям переноса позволяет не только уточнить существующие способы расчета тепло- и массообмена, но и получить принципиально новые решения ряда проблемных вопросов современной техники. [c.24]

В то время как яри переносе тепла существует третий способ — излучение, массоперенос осуществляется лишь двумя способами — диффузией и конвекцией. [c.26]

Такой способ передачи тепла, когда оно переносится перемещающейся жидкостью или газом, называется конвекцией. [c.32]

В разд. 3 приведены основы теории тепло- и массообмена, рекомендации и расчетные формулы для решения конкретных задач. Для удобства пользования наиболее употребительные формулы и соотношения помещены в таблицы с указанием пределов их применимости, определяющих размеров, температуры и расчетного температурного напора. Раздел охватывает все способы переноса теплоты теплопроводность, конвективный теплообмен — однофазный и при изменении агрегатного состояния вещества, теплообмен излучением, а также совместные процессы тепло- и массообмена к каждому из них дается значительный объем справочного материала по теплофизическим свойствам наиболее применяемых на практике веществ. [c.8]

Явления теплообмена состоят в переносе тепла из одной части вещества, более нагретой, в другую менее нагретую. Перенос тепла в веществе может происходить различными способами в зависимости от состояния вещества. Если вещество находится в твердом состоянии, то перенос тепла осуществляется колеблющимися молекулами решетки твердого вещества, такое явление носит название теплопроводности. Если вещество находится в жидком состоянии, то перенос тепла помимо естественной теплопроводности производится самим теплоносителем путем передвижения самого вещества и перемешивания его. Такой перенос тепла носит название конвекции. Явление теплопроводности может рассматриваться как частный случай явления теплообмена, совершающегося в покоящемся теплоносителе. [c.7]

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]

Для воды при н=100—Э60° Кев=в,2—5,7. При наличии теплообмена переход к волновому режиму течения ускоряется с увеличением теплового потока, давления и турбулизирующего воздействия движущегося пара на пленку. По данным [Л, 3], Rea = 7—8. Повышение интенсивности возмущений за счет волнового движения приводит к появлению дополнительного молярного переноса тепла в лленке. При турбулентлом движении лленки теплоотдача возрастает, так как основным способом переноса тепла в пленке становится конвекция. Переход от ламинарного к турбулентному имеет место при критическом значении числа Рейнольдса, равном 400—500. [c.271]

Введение. Перенос тепла в твердых телах осуществляется в основном решеточными волнами и электронами нроводимостп. Все вещества по способу теплопередачи можно разбить на 3 большие группы а) неметаллы, где тепло переносят только решеточные волны б) металлы, где теплопередача осуществляется главным образом электронами проводимости, и в) сплавы и другие плохо проводящие металлические твердые тела, где электронная теплопроводность мала и существенны оба процесса. [c.224]

В воздушных же прослойках относительное влияние, теплового из лучения может быть существенным. Поэтому, если они предназначаются для уменьшения тепловых потерь, необходимо, чтобы тепловое излучение было минимальным. Этого можно добиться снижением излучательной способности стенок. Однако наиболее эффективным средством в этом случае являются экраны из какого-либо тонкого материала (жести или фольги). При этом обычно уменьшается также конвективный перенос тепла, так как экраны снижают интенсивность конвективного движения газа Такой способ нашед [c.195]

При обсуждении вопроса о теплоотдаче конденсирующегося пара, содержащего воздух, было отмечено, что коэсЙзициент а существенно зависит от того обстоятельства, сколь интенсивно диффундирует пар сквозь паровоздушную смесь вблизи поверхности жидкой пленки. Диффузия лежит также в основе множества других физических и химических процессов, таких, как горение угольной пыли, адсорбция вещества из растворов кусковым материалом, цементирование или хромирование металлических изделий, испарение жидкостей в газовую среду, сублимация, разделение изотопов и т. п. Не во всех случаях ход диффузии нужно связывать с переносом тепла. Часто диффузия эффективна по одному тому, что она в условиях практически однородной температуры приводит к направленному переносу массы одного из компонентов системы под действием соответствующей силы. Под таким углом зрения решается, например, задача о количестве воды, испаряющейся в естественных, изотермических условиях с поверхностей водоема или подлежащего сушке влажного материала. Включение вопроса об изотермической диффузии в курс теплопередачи оправдано тем обстоятельством, что закономерности переноса тепла, с одной стороны, и диффузионного переноса массы, с другой стороны, оказываются в определенных границах аналогичными и рассчитываемыми единообразным способом. [c.179]

В то же время интересы практики требуют создания уже сейчас хотя бы приближенных способов расчета устройств, использующих перенос тепла и вещества псевдоожиженным слоем. Такие способы могут быть даны, исходя из рассмотрения особенностей, отличающих явления переноса в псевдоожижениом слое и позволяющих сделать ряд упрощающих допущений. [c.247]

Различные гидродинамические режимы движения жидкости оиределяют и способы распространения в ней тепла. Основным способом распространения тепла при ламинарном движении жидкрсти является теплопроводность. Конвективный перенос тепла в жидкости очень мал. Поэтому интенсивность теплообмена мало зависит от скорости и сильно изменяется от физических свойств жидкости (коэффициента теплопроводности). [c.127]

Вдоль оси парогенерируемого канала тепловая энергия переносится потоком рабочего тела (конвекцией) и передается теплопроводностью по жидкости и оболочке. Во всех пра ктически важных случаях последний способ передачи тепла вдоль оси канала малоэффективен по сравнению с первым. Это позволяет принять еще- [c.39]

Конденсация из паровоздушной смеси. На тепловых электростанциях пар, поступающий в конденсатор, содержит небольшое количество воздуха. Последний проникает снаружи через различные швы, стыки и запорную арматуру, так как давление в конденсаторе ниже атмосферного. Примесь воздуха влияет на скорость конденсации пара. Имеется также много других задач, где требуется знать количественную сторону процесса охлаждения смеси конденсирующегося и неконденспрующегося газов. В некоторых случаях конденсация является второстепенным явлением, как, например, в промежуточных холодильниках и газотурбинных силовых установках. В других случаях конденсация представ-Jтяeт собой основное назначение оборудования, как, например, при регенерации растворителей в химической промышленности. Во всех этих случаях необходим надежный способ определения скоростей конденсации и переноса тепла к охладителю. [c.247]

Способ передачи тепла, изображенный на рис. 12, называется свободной или естественной конвекцией. Здесь движение воды, а следовательно, и связанный с ним перенос тепла происходят только вследствие образовавшейся разности плотностей холодных и нагретых слоев. Движение жидтгости, газов и паров тем интенсивнее, чем интенсивнее их нагрев, т. е. чем больше разность [c.32]

Метод конечных элементов может распространяться практически на неограниченный класс задач благодаря тому, что он позволяет использовать элементы простых и различных форм для получения разбиений. Размеры конечных элементов, которые могут быть скомбинированы для получения приближения к любым нере-хулярным границам, в разбиении иногда различаются в десятки раз. Допускается приложение нагрузки произвольного вида к элементам модели, а также и наложение закрепления любого типа на них. Основной проблемой становится увеличение издержек для получения результата. За общность решения приходится платить потерей интуиции, поскольку конечно-элементное решение - это, по сути, куча чисел, которые применимы только к конкретной задаче, поставленной с помощью конеч-но-элементной модели. Изменение любого существенного аспекта в модели обычно требует полного повторного решения задачи. Однако, это несущественная цена, поскольку метод конечных элементов часто является единственно возможным способом ее решения. Метод применим ко всем классам проблем распределения полей, которые включают в себя анализ конструкций, перенос тепла, течение жидкости и электромагнетизм. [c.21]

При изучении процессов переноса тепла в газовых смесях исследователи, как правило, сталкиваются с трудностями получения надежных экспериментальных данных. Это связано 1) с обработкой имеюш,ихся в литературе экспериментальных данных с целью учета физических эффектов, наблюдаюш,ихся в измерительном устройстве, 2) с выбором подходящего способа описания процессов переноса в измерительном устройстве, [c.70]

Отметим, что данное определение подразумевает необходимость контроля результирующего эффекта в каждой из систем (но не в одной из них) при идентификации взаимодействия за счет работы. Такая необходимость обусловлена следующим обстоятельством. Рассмотрим перенос тепла от более нагретой жидкости к более холодной, причем обе жидкости имеют фиксированные границы и изначально находятся в устойчивых состояниях. Такое же нагревание более холодной жидкости можно было бы осуществить путем совершения работы над мешалкой, помещенной в эту жидкость и приводящейся в движение некоторым внешним опускающимся грузом. Однако отсюда не следует, что в исходном процессе над более холодной жидкостью была совершена работа. В этом можно убедиться, если заметить, что остывание более теплой жидкости невозможно осуществить альтернативным способом (путем обращения процесса вращения мешалки при подъеме внешнего груза). Невозможность такого обращения, как будет показано в гл. 8, — след- ТБИе закона устойчивого равновесия. На основании этого мы летаем вывод о том, что взаимодействие между обеими жидкостями не могло бы быть взаимодействием, осуществляющим работу. В действительности это взаимодействие называется тепловым-, его строгое определение будет дано в гл. 6. [c.51]

Анализ отечественных и зарубежных исследований дает возможность выявить принципиальные подходы к описанию процессов тепловлагопереноса в грунтах, которые можно принять при построении модели. Отличия подходов касаются, в основном, способов представления в моделях движения влаги. В нашей стране наибольшее распространение получили модели, в которых на макроскопическом уровне этот процесс записывается уравнениями переноса тепла и влаги, связанными определяюш,ими соотношениями, устанавлива-ЮШ.ИМИ взаимосвязь между потоками тепла, влаги, а также градиентами температуры и влажности. Основополагающими в таком подходе явились работы А.В. Лыкова [155]. [c.85]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...