Перенос тепла за счет теплопроводности и конвекции

Опытное исследование интегральных коэффициентов излучения твердых тел может быть проведено следующими методами радиационным, калориметрическим, методом регулярного режима и методом непрерывного нагревания с постоянной скоростью. Во всех методах перенос тепла за счет теплопроводности и конвекции должен быть пренебрежимо мал по сравнению с излучением. [c.385]

В рассмотренном расчете перенос тепла за счет теплопроводности и конвекции не учитывался. [c.365]

ПЕРЕНОС ТЕПЛА ЗА СЧЕТ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ И КОНВЕКЦИИ [c.134]

Перенос тепла за счет теплопроводности и конвекции [c.137]

Сложный процесс теплообмена представляет собой совокупность одновременно протекающих процессов теплопроводности, конвективного переноса тепла и теплового излучения. Например, теплообмен через воздушные прослойки осуществляется как за счет теплопроводности, так и за счет лучистого переноса тепла. Одновременный перенос тепла за счет теплопроводности и теплового излучения имеет место также в среде, заполняющей поры в пористых изоляционных материалах. В высокотемпературных теплообменных устройствах наряду с конвекцией приобретает большое влияние лучистый теплообмен. В общем случае указанные процессы оказывают взаимное влияние друг на друга, но рассчитать это влияние очень трудно. [c.387]

Процесс переноса тепла в среде за счет теплопроводности и конвекции характеризуется дифференциальным уравнением [c.117]

Для обеспечения нормального теплового режима работы мощных приборов прибегают к интенсивному охлаждению электродов, в первую очередь анода, с использованием жидкостей или газов. Процесс теплообмена между твердым телом и жидкостью или газом называют конвективным теплообменом. Перенос тепла от охлаждаемой поверхности в этом случае осуществляется за счет теплопроводности и конвекции. [c.34]

Последний член в выражении, полученном для теплового потока (4.47), появился из-за диссоциации в пограничном слое. Заметим, чго если Ье=1 или ае = а тогда диссоциация не будет влиять на тепловой поток к поверхности. Если Ье=1, тогда в соответствии с п. 2.6 тепло переносится к поверхности за счет диффузии со скоростью, равной скорости, с которой оно переносится за счет теплопроводности и конвекции, и нет никакой разницы в том, как происходит перенос тепла, при условии, что поверхность является каталитической для реакции рекомбинации. Если ае=Кш, пограничный слой представляет собой существенно однородную смесь атомов и молекул, так что будут отсутствовать диффузионные потоки к поверхности. Скрытое влияние диссоциации будет проявляться в первую очередь в энтальпийном потенциале /г — Лш, который мы с использованием соотношений (4.6) и (4.26) можем выразить как [c.109]

Рассмотрим общее уравнение теплопроводности для образца, имеющего вид проволоки длиной 21, разогреваемой электрическим током 1 в вакууме. В этом случае перенос тепла за счет конвекции будет отсутствовать и в расчетах необходимо учитывать только теплопроводность и радиацию [7]. [c.95]

В настоящей главе и в большей части предыдущего изложения рассмотрен лучистый теплообмен без учета движения среды и явлений теплопроводности и конвекции. Влияние движения среды и теплопроводности формально учитывали введением в уравнение баланса члена Япр — приведенного тепловыделения, что по существу исключало учет влияния этих явлений. Исключением из этого является вывод в гл. 2 уравнения энергии в развернутой форме. В действительности почти во всех случаях одновременно,,с теплообменом излучением происходит передача тепла теплопроводностью и конвекцией и перенос тепла за счет движения среды. Совокупность процессов лучистого теплообмена и этих явлений называют сложным теплообменом. Изучение последнего имеет большое практическое значение. Явления сложного теплообмена в настоящее время еще мало изучены. Настоящая монография посвящена радиационному теплообмену и лишь в малой степени захватывает явления сложного теплообмена, ограничиваясь в этой части практическими задачами расчета излучения в агрегатах, где явления радиационного теплообмена не могут решаться без учета движения среды. Теплопередача теплопроводностью, молекулярной и турбулентной, не учитывается. В большинстве случаев радиационного теплообмена она, по-видимо-му, не играет большой роли и, во всяком случае, не является решающей. [c.329]

Обычно в опытах измеряется относительный коэффициент излучения, так как непосредственное измерение коэффициентов поглощения связано со значительными трудностями. Для опытного исследования интегральных коэффициентов излучения применительно к твердым телам получили распространение следующие методы радиационный, калориметрический, метод регулярного режима, и метод непрерывного нагревания с постоянной скоростью [Л. 173, 189]. Во всех методах перенос тепла за счет конвекции и теплопроводности должен быть пренебрежимо мал по сравнению с излучением. [c.360]

Лучшее совпадение результатов расчета и эксперимента установлено для ленты с меньшей теплоемкостью, что вполне понятно при сделанных в нем допущениях (а для нулевой теплоемкости). Экспериментальные значения а достигают минимума, качественно совпадая с решением [153] для более толстой ленты. По-видимому, этот минимум можно объяснить тем, что, когда вклад теплопроводности в а преобладает над конвекцией (а в среднем это время растет с увеличением теплоемкости пластины), теплоотдача становится ниже стационарной. С увеличением теплоемкости пластины безразмерное время 01, ее выхода на стационарный режим увеличивается (см. рис. 5.6). Поэтому увеличивается и время, в течение которого процесс теплопроводности от все продолжающихся нестационарных изменений температуры стенки вызывает наложение переноса тепла за счет нестационарного прогрева жидкости на конвективный перенос тепла. Но так как скорость изменения температуры стенки снижается, то и отклонение теплоотдачи от конвективной уменьшается. [c.151]

Однако если считать, что передача тепла в волокнистых материалах происходит только за счет теплопроводности (кондук-ции), то эффективная теплопроводность материала с увеличением пористости должна монотонно стремиться к теплопроводности газа-наполнителя. В действительности было обнаружено, что эффективная теплопроводность волокнистого материала с хаотической структурой с уменьшением плотности вначале уменьшается, а затем начинает увеличиваться (рис. 5-1). Такое изменение эффективной теплопроводности давало основание предполагать, что важное значение в процессе переноса тепла могут иметь и другие механизмы — излучение и конвекция. Численные оценки позволяют установить, что почти во всех слу- [c.134]

В движущейся однокомпонентной среде тепло переносится теплопроводностью и конвекцией. Этот процесс называется конвективным теплообменом. По аналогии процесс совместного молекулярного и молярного переноса вещества в движущейся многокомпонентной среде называют конвективным массообменом. При наличии массообмена процесс конвективного теплообмена усложняется. Перенос тепла дополнительно осуществляется за счет диффузии. [c.328]

В калориметре рассматриваемого типа тепловой поток, вызывающий релаксацию температуры, проходит через твердое тело, которое либо служит датчиком разности температур (термопарой), либо снабжено таким датчиком. Все виды переноса тепла, которые определяются не только строго температурой, должны быть сведены к минимуму. Конвекция газа устраняется, например, вакуумированием. Излучение в неадиабатической системе можно уменьшить только путем установки защитных экранов между калориметрической системой и оболочкой калориметра, но при этом возрастает тепловая инерционность системы. Обычно полностью устранить нежелательные виды теплопереноса не удается при дальнейшем изложении будет принято, что перенос тепла между калориметрической системой и оболочкой калориметра осуществляется только за счет теплопроводности. [c.118]

Выше рассматривался случай лучистого теплообмена в предположении наличия только свободной конвекции и при большой толщине газовой прослойки между телами, при средних и высоких температурах. При этих условиях перенос тепла газовой прослойкой за счет конвекции или теплопроводности можно не учитывать в силу доминирующей роли передачи тепла излучением. [c.74]

Если различные части тела находятся при различных температурах, то тепло течет от более горячих частей к более холодным. Следует различать три механизма распространения тепла 1) теплопроводность, в результате которой тепло передается через само вещество 2) конвекция, в результате которой тепло передается за счет относительного движения частиц нагретого тела, и 3) передача тепла излучением, при котором перенос тепла между пространственно разделенными частями тела происходит за счет электромагнитного излучения. [c.11]

Для практически важных значений критерия Ви=1—2 суммарный удельный тепловой поток с увеличением Ви уменьшается с 24 до 19 кВт-м-2 и доля конвективной составляющей в суммарном удельном тепловом потоке увеличивается от 16,5 до 24 %. Равное значение лучистой и конвективной составляющей достигается при значении Ви = 9, что несколько больше, чем для условий ламинарного пограничного слоя. Влияние лучистой составляющей на суммарный тепловой поток перестает быть существенным при Ви>60, что значительно больше соответствующих значений Ви для условий ламинарного пограничного слоя (Ви = 20). Это объясняется влиянием турбулентного коэффициента теплопроводности на диффузионный процесс переноса лучистой тепловой энергии. Турбулентный коэффициент переноса интенсифицирует процесс передачи тепла как за счет конвекции, так и за счет радиации. Однако зависимость радиационной составляющей от температурного напора ДГ более сильная, чем составляющей конвективной. Значение суммарного удельного потока для условий примера, определенное по зависимости, традиционно применяемой для задач огнестойкости, более чем в 2 раза превышает найденные в соотношении с настоящей теорией. Причем если величина конвективной составляющей практически одинакова (д. =4,2 кВт-м" ) и по настоящей теории при изменении Ви от 1 до 2 изменяется от 4 до 4.4 кВт-м- , то значения радиационной составляющей существенно отличаются лучистая составляющая, найденная в соответствии с традиционным методо.м, 9пв=45 кВт-м" и по настоящей теории дан=24—19 кВт-м- при изменении Ви от 1 до 2. Такое различие объясняется тем, что в традиционном методе расчета используется модель оптически прозрачной среды между двумя бесконечными плоскопараллельными поверхностями. Для задач определения фактического предела огнестойкости в связи со спецификой проведения экспериментов такая модель допустима. В условиях реальных пожаров она вносит существенную ошибку в анализ теплового воздействия очага пожара на строительные конструкции. Сравнение результатов расчета удельных тепловых потоков на вертикальных конструкциях при пожарах, полученных с помощью разработанной в настоящем разделе теории с экспериментальными данными, приведено в разд. 3.3 настоящей главы. [c.81]

Явление теплопроводности в жидкостях и газах, как и в твердых телах, количественно определяется коэффициентом теплопроводности, градиентом температуры и геометрическими размерами проводящего тепло тела. В отличие от теплопроводности явление конвекции непременно связано с механическим движением, т. е. переносом в пространстве самой жидкой среды, ввиду чего конвекция возможна лишь в жидкостях и газах, частицы которых могут перемещаться за счет сравнительно слабого их сцепления. [c.33]

Отдача тепла от двигателя идет тремя путями теплопроводность, радиация, конвекция. Теплопроводность воздуха незначительна, за счет радиации (инфракрасного излучения) охлаждение также не столь существенно. Охлаждение двигателя идет в основном в результате переноса тепла нагретым воздухом (конвекция). Поэтому в гараже двигатель может не замерзнуть (в системе охлаждения - вода) и за 24 часа при -5°С, в то же время замерзание на ветру происходит за 2- [c.61]

Закон Кирхгофа устанавливает связь между излучательной и поглощательной способностями серых и абсолютно черного тел. Его можно получить из теплового баланса излучающей системы, состоящей из относительно большого замкнутого пространства с теплоизолированными стбнками и помещенных внутри него двух тел. Перенос тепла за счет теплопроводности и конвекции отсутствует. При температурном равновесии каждое из этих двух тел излучает энергию, равную соответственно Е Рх и 2- 2. Если плотность падающего излучения окружающих стенок пространства составляет величину Ес, а коэффициенты поглощения тел равны Л1 и Лг, то они поглощают энергию в количествах ЕсА Р п ЕсАар2. Следовательно, уравнения теплового баланса имеют вид [c.351]

Процесс распространения тепла в движущейся жидкости осуществляется за счет теплопроводности и конвекции. Физическое различие между этими процессами переноса состоит в величине участвующих частиц теплоносителя. В процессахтеплопроводности носителями тепловой энергии являются отдельные молекулы, а в конвекции распространение тепла связано с относительным перемещением некоторых объемов жидкости (газа). Свободная кон-иекция жидкости возникает за счет разности температур в неравномерно нагретой жидкости, которая вызывает соответствующее неравномерное распределение плотности и появление подъемной силы в потоке жидкости, обусловливающей ее движение. [c.125]

Основной измеряемой величиной является темп охлаждения. Опытные образцы могут иметь любую геометрическую форму. Однако в этом случае опыты должны проводиться при низких давлениях, при которых перенос тепла за счет конвекции отсутствует, а теплопроводность становится пренебрежимо малой, т. с. в условиях вакуума. В разработке конструкции опытной установки принимал участте А. А. Сытник. Установка представляет собой вертикальную двухкамерную электрическую печь (рис. 8-13). Корпус / печи имеет съемную крышку 6 с резиновым уплотнением. Для быстрой замены образцов крышка и дно корпуса имеют центральные отверстия, закрываем1ле также крышками 17 с резиновыми уплотнениями. Корпус печи имеет два патрубка. К одному из ник присоединяется двухступенчатая вакуумная установка, через второй выводятся электрические провода от нагревателей 9. Внутри корпуса помещаются сварные коробки 4, 8, 18, заполненные тепловой изоляцией. В случае необходимости они легко могут быть заменены пакетами экранной изоляции. В корпусе установки имеются два приварных гнезда для установки поворотных устройств 12, служащих для перемещения опытных образцов из одной камеры печи 3 другую. [c.372]

Коэффициент теплопроводности для большинства неметаллических твердых тел линейно изменяется с температурой. Ряд керамических веществ (окись бериллия, алюминия, двуокись титана и др.) имеет сложную температурную зависимость для коэффициента теплопроводности. Его велчина вначале падает, а затем возрастает за счет увеличения лучистого переноса тепла внутри этих тел. Указанные керамические. вещества являются твердыми диэлектриками и одновременно пористыми телами. Кроме них, многие твердые тела имеют не сплошное, а пористое или волокнистое строение Различные пористые материалы характеризуются наличием пустых промежутков (пор) между отдельными твердыми частицами. Часть этих пор представляет собой небольшие замкнутые объемы, а некоторые из них сообщаются между собой, образуя открытую пористость. Наполнителем пор может являться различная среда. Распространение тепла обусловливается совокупностью различных явлений. Внутри твердых частиц тела, а также в местах непосредственного контакта между ними тепло переносится за счет теплопроводности. В среде, заполняющей поры, перенос тепла осуществляется также теплопроводностью и, кроме того, за счет конвекции и теплового излучения. С увеличением размеров пор роль конвекции увеличивается. При уменьшении размеров пор и увеличении их количества имеет место одновременное уменьшение размеров твердых частиц, составляющих пористое тело. Это приводит к уменьшению поверхности соприкосновения между частицами, соответствующему увеличению контактного теплового сопротивления, а следовательно, уменьшению коэффициента теплопроводности. [c.9]

Рассмотрим работу блока, в котором имеются тепловыделяюш ие элементы. Отвод тепла от этих элементов к внешней поверхности кожуха может осуш ествляться за счет теплопроводности, конвекции и излучения. Для электронных устройств, особенно бортовых, отвод тепла за счет теплопроводности является основным механизмом. Это обусловлено тем, что излучение эффективно нри высоких температурах нагретой зоны — более 100— 150°С, а таких температур при нормальной работе изделия не наблюдается. Конвективный перенос внутри блока затруднен из-за малого сечения каналов. [c.642]

В основных элементах СОТР передача тепла осуществляется продольным конвективным переносом при движении жидкости, а также поперечной теплопроводности в пределах части пограничного слоя и окружающих поток конструктивных элементов. На границе потока и стенки могут одновременно существовать три вида процессов передачи тепла — конвекцией, теплопроводностью, излучением, а также фазовые превращения. Рассмот-реннъю в предыдущих разделах математические модели учитывают в основном емкостные свойства и перенос тепла за счет движения жидкости, а поперечная передача тепла определяется стационарным коэффициентом теплоотдачи. При изученш динамических режимов это может привести к определенным ошибкам в расчетах. Для нестационарных режимов нельзя рассматривать ко- [c.162]

Наряду с этим следует отметить и недостатки этого метода, осно1Вным из кото-рых является затруднительность моделирования теплообмена излучением в чистом виде из-за наличия помех от сопутствующих кондуктив-ного и конвективного переносов тепла в модели. Дело в том, что заполняющая внутреннее пространство модели диаметрическая среда (воздух, азот, аргон) переносит тепло от горячих поверхностей к холодным за счет своей теплопроводности и возникающей естественной конвекции, что и приводит к погрешностям, причем эти погрешности тем существеннее, чем больше относительная доля теплопроводности и конвекции по сравнению с реализуемым в модели радиационным теплообменом. Поскольку обычно общий температурный уровень в тепловой модели невысок, то радиационный перенос по порядку соизмерим с кондуктивным и конвективным переносами и возникающие погрешности могут быть большими. [c.279]

Критерий Пекле называют иногда критерием конвективного теплообмена. Чем больще критерий Ре, тем выще доля тепла, переносимого в жидкости за счет конвекции по сравнению с переносом за счет теплопроводности. Критерий Рейнольдса является важнейшей характеристикой состояния потока в частности, критерий Ре показывает, имеет ли место турбулентное или ламинарное течение жидкости при турбулентном течении распределение скоростей по сечению потока зависит от Ре. Критерий Грасгофа характеризует влияние на процесс конвективного теплообмена подъемной силы, возникающей за счет разности плотностей жидкости. Очевидно, при изотермическом течении 0г = 0. Критерий Прандтля характеризует физические свойства жидкости. Так как он целиком составлен из физических параметров, то он и сам является физическим параметром и, следовательно, может являться функцией тех же величин, от которых зависят составляющие его физические параметры. Критерий Рг определенных капельных жидкостей зависит только от температуры, причем для большинства жидкостей эта зависимость в основном аналогична зависимости вязкости (х от температуры, т. е. при увеличении температуры Рг резко уменьшается. Для воды, например, [c.299]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...