Система переноса тепла

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]

СИСТЕМА ПЕРЕНОСА ТЕПЛА [c.494]

Система переноса тепла от тепловыделяющих элементов к радиационным поверхностям является важнейшим элементом системы терморегулирования. Поддержание заданной температуры внутри аппарата обычно обеспечивается регулированием интенсивности переноса тепла. [c.494]

Система переноса тепла включает в себя внутреннюю систему, обеспечивающую распределение температуры внутри приборного 494 [c.494]

Достоинство псевдоожиженных систем — высокая интенсивность теплообмена между слоем и омываемыми им поверхностями. Особенно большие значения коэффициентов теплообмена даже при осуществлении процесса псевдоожижения в обычных условиях достигаются в слоях мелкодисперсных частиц. Многочисленные экспериментальные исследования подробно изложены в ряде монографий [12, 18, 20, 49, 50]. При этом механизм переноса тепла, в котором, безусловно, главная роль принадлежит теплопроводности системы, сложен и много- образен. Поэтому теории, объясняющей влияние всех факторов на теплообмен, до сих пор не существует. Однако отдельные аналитические модели не только качественно правильно отражают особенности внешнего теплообмена в псевдоожиженном слое, но и при определенных условиях позволяют делать удовлетворительные количественные оценки. [c.57]

Установление равновесия обеспечивается в данном случае переносом тепла от тела к среде. Отбирая от тела, которое называют в этой связи нагревателем, тепло АН и передавая среде-холодильнику тепло dQ, мы можем получить от системы тело-(-среда работу AR =АН - dQ. При этом мы уменьшим энтропию тела на величину АН/Т и увеличим энтропию среды на величину AQ/Tq, так что [c.112]

Рассматриваемые нами покрытия, с точки зрения переноса тепла, представляют собой сложные системы, справочные данные о тепловых свойствах которых либо полностью отсутствуют, либо весьма противоречивы, так как не указываются условия, при которых они определены. т. е. среда, давление, температура и т. п. [c.121]

Найдем выражение для распределения флуктуаций в системе, взаимодействующей с окружением. Взаимодействие рассматриваемой термодинамической системы с окружающей средой может состоять в обмене энергией (перенос тепла и процессы совершения различных видов работ, в частности механической) и веществом. [c.156]

Теория не дает выражений этих составляющих турбулентного или молярного переноса тепла и вещества, так же как и составляющих тензора турбулентных напряжений через осредненные характеристики потока. Следовательно, система уравнений оказывается незамкнутой, так как число уравнений остается тем же, а количество неизвестных увеличивается. [c.290]

Уравнения переноса массы и тепла при ламинарном и турбулентном течениях однофазных или двухфазных теплоносителей в каналах выводятся из основных законов физики сохранения массы, сохранения энергии, вязкого трения Ньютона, теплопроводности Фурье. Здесь и далее не будут затрагиваться вопросы переноса в жидкостях, законы трения в которых не подчиняются закону Ньютона (т = (Г ди ду). Уравнения неразрывности, движения и переноса тепла с учетом зависимости свойств от параметров теплоносителя образуют систему, представляющую основу для расчета полей скорости и температуры. Эта система является замкнутой для ламинарного режима течения. Для турбулентных режимов течения приходится прибегать к гипотезам или построению полуэмпирических моделей, позволяющих замкнуть систему уравнений. Для течений двухфазного потока, особенно в условиях кипения или конденсации, эмпирический подход до настоящего времени преобладает. [c.9]

Система уравнений переноса для ламинарного течения в каналах состоит из уравнений неразрывности, движения и переноса тепла. [c.9]

Расчет производится с использованием локального коэффициента теплообмена а. Система уравнений переноса тепла для расчетной области (рис. 4.2) записывается в следующем виде для потока жидкости [c.57]

Так как всякое движение в макросистемах может быть представлено в виде теплового движения, то для переноса тепла внутри системы согласно рис. 4 изменение энтропии диссипации имеет выражение [c.154]

Рассмотрим задачу о переносе тепла в полубесконечном теле, поверхность которого разрушается при постоянной температуре, причем каждый килограмм унесенной массы поглощает некоторое заданное количество тепла AQ. Эта модель, несмотря на идеализацию постановки, несет в себе все основные черты нестационарного разрушения реальных теплозащитных покрытий, она особенно удобна при разработке методики стендовых экспериментов и обработке их результатов. Достоинство модели обусловлено прежде всего малым числом определяющих параметров, позволяющих обойтись небольшим числом результирующих зависимостей (чаще всего представленных в графическом виде), построенных на основании численных расчетов. Следует подчеркнуть при этом важность правильного выбора системы определяющих параметров для упрощения всех последующих расчетов. [c.58]

Индекс S означает, что теплофизические свойства в данном случае соответствуют совокупной системе пористая среда плюс газообразные продукты физико-химических превращений. Коэффициент теплопроводности должен учитывать также перенос тепла излучением в порах при повышенных температурах. Параметр g соответствует теплоемкости газообразных продуктов физико-химических превращений. [c.83]

Экспериментальные данные указывают на зависимость коэффициента теплопроводности при одинаковой пористости Я от размера и формы пор (рис. 4-7). Влияние этих двух параметров связано с появлением свободной конвекции в порах и обычно лежит в пределах 10—15%. Следует отметить, что при малых плотностях пористых систем свободная конвекция может стать основным механизмом переноса тепла в них, причем коэффициент эффективной теплопроводности Яе при уменьшении ps может даже увеличиваться. Однако в системах пористого охлаждения свободная конвекция не играет существенной роли из-за наличия интенсивного направленного потока фильтрующихся газов. [c.98]

В случае закрученного пучка витых труб (см. рис. 1.2) необходимо учитывать азимутальный перенос тепла и массы закрученными витыми трубами относительно оси пучка. Тогда система уравнений, описывающая стационарное в среднем течение гомогенизированной среды в межтрубном пространстве теплообменного аппарата с закрученным пучком витых труб, будет иметь вид [c.19]

Тодес О. М. и др.. Экспериментальная проверка и анализ возможности описания процесса переноса тепла в дисперсных системах дифференциальными уравиениями, учитывающими особенности взаимодействия фаз, ИФЖ, т. 18, 1970, № 5. [c.290]

Для неподвижного фильтрующего слоя следует ожидать ухудшения теплообмена по сравнению с переносом тепла псевдоожиженным слоем, так как частицы, прилегающие к стенке, не сменяются и перегреваются по сравнению с ядром слоя (при нагреве слоя). Отвод тепла от стенки будет, помимо радиации, совершаться путем фильтрационного перемешивания среды и благодаря молекулярной теплопроводности двухфазной системы среда — твердые частицы о- Поскольку Яо двухфазной системы газ — частицы имеет порядок 0,15— 412 [c.412]

В системе охлаждения имеет место безотрывное течение и существует аналогия механизмов переноса тепла и количества движения. Расход охлаждающего агента может произвольно изменяться. [c.106]

Эта величина приращения энтропии получается в результате переноса тепла и вещества между двумя фазами системы, а также в результате химической реакции, протекающей в каждой из фаз. Некоторые применения этого важного уравнения будут рассмотрены в следующей [c.46]

Как следует из изложенного, в используемых формулах отсутствует явная временная зависимость физических параметров системы, а содержится лишь произвольная зависимость от времени функции теплового источника. Когда характерные времена изменения физических параметров системы намного превышают характерные периоды релаксации отдельных гармоник = проведенное рассмотрение целиком пригодно для решения задач переноса тепла. В этом случае декременту затухания v , собственным функциям l)m(r) и грт(г), а также функциям урав- [c.103]

Существенную помощь в исследовании нестационарных процессов может оказать метод разложения распределения температур в ряд по собственным функциям (см. гл. 3). Для этой цели должны быть разработаны эффективные алгоритмы численного расчета на ЭВМ собственных функций и собственных значений различных порядков основного и сопряженного уравнений переноса тепла. Знание базисной системы функций основного и сопряженного уравнений позволяет также построить общую теорию возмущений высших порядков, о которой шла речь в гл. I. Несомненную пользу исследователю может дать теория возмущений для декремента затухания гармоник температурного распределения, поскольку она позволяет вводить поправки к функции, описывающей ход нестационарного процесса, под влиянием тех или иных возмущений параметров системы. [c.112]

Следует указать еще на одну важную область использования аппарата сопряженных уравнений переноса тепла и функций ценности тепловых источников. Речь идет об оптимизации характеристик теплофизической системы на основе использования функционалов теории возмущений. Подобно тому, как это делается в нейтронной физике [1, 72, 98], в теплофизических исследованиях функционалы теории возмущений позволяют в наиболее общем виде сформулировать алгоритмы решения вариационных задач на поиск оптимальных распределений тех или иных параметров системы. Остановимся на этом подробнее. [c.112]

На основе сказанного выше нетрудно прийти к выводу о том, что работа может производиться системой только до тех пор, пока система не пришла в состояние равновесия. В самом деле, ранее было отмечено, что в любом тепловом двигателе работа может быть получена только тогда, когда имеются минимум два источника тепла — горячий и холодный. Если температуры горячего и холодного источников сравняются, т. е. система, включающая в себя горячий источник, рабочее тело и холодный источник, придет в тепловое равновесие, то перенос тепла прекратится и работа производиться не будет. [c.52]

Пельтье (J. Peltier, 1834), в изотермической системе перенос тепла электрическим током вдоль однородного проводника при наличии перепада температуры, или эффект Томсона (W. Thomson, 1856), а также сочетания этих явлений. [c.220]

Боттерилл и Десаи [83], с одной стороны, изучали влияние давления на теплообмен псевдоожиженного слоя с поверхностью, а с другой — использовали его как фактор, изменяющий вязкость газа с целью выявления ее роли в механизме теплопереноса. Было найдено, что данные ряды экспериментов в атмосферах гелия, неона, воздуха и углекислого газа могут быть представлены в виде зависимости величины, обратной максимальному коэффициенту теплообмена, 1/ 1пах от комплекса (l/fe)X X (ц/р)[87]. Однако двукратного увеличения максимального коэффициента теплообмена, ожидаемого, в соответствии с приведенным соотношением, при изменении давления от атмосферного до 0,8 МПа в опытах [83] с плотным движущимся слоем не произошло При увеличении рабочего давления до 1 МПа во всех исследованных системах газ — твердые частицы коэффициенты возросли всего на 15%. Это позволило сделать вывод о том, что кинематическая вязкость не является главным фактором, который определяет интенсивность переноса тепла, и оказанное ею коррелирующее воздействие было случайно. В опытах с псевдоожиженным слоем наблюдалось существенное влияние изменения давления в аппарате на величину коэффициентов теплообмена с поверхностью при использовании в качестве сжижаемого материала крупных частиц узкого фракционного состава. Например, для псевдоожиженного воздухом слоя медной [c.69]

Режим с малым изменением радиуса пузырька. Рассмотрим такой режим, когда в начальный момент жидкость (г > а) имеет однородную температуру (Ti = T ) и процесс начинается из-за резкого изл енения давления в пузырьке рг и связанной с рг температуры насыщения Taipi), совпадающей с температурой Тх на поверхности пузырька. На начальной стадии, когда размер пузырька после указанного изменения рг пе успел заметно измениться, в уравнении теплопроводности жидкости можно пренебречь конвективной составляющей переноса тепла по сравнению с молекулярной теплопроводностью. Тогда на этой стадии самое сложное уравнение системы (2.6.13) — уравнение с частными производными относительно распределения температуры в жидкости Ti = Ti, нужное для определения si, приближенно может быть записано в таком же виде, как в неподвижной среде [c.198]

Метод многократных отражений. Рассмотрим систему тел У и 2 (рис. 17-1), имеющих большие размеры по сравнению с расстоянием между ними. Поглощательные способности Ai и Аз и степени черноты ei и еа не зависят от температуры и координат точки яа поверхностях. Температуры Ti и Т2 и плотности потоков собственного излучения вдоль поверхностей Этих тел не изменяются. Процессы переноса тепла путем теплопровод- ости и конвекции отсутствуют Рис. 17-1. Система илоскоиараллельных процессы лучистого теплообмена не тел. зависят от времени (стационарны). [c.379]

I с уменьшением расстояния между телами и экранами и уменьшением давления среды этот перенос тепла уменьшается. Если газовая среда находится под низким давлением, то такая многоэкранная система может быть использована в качестве надежной тепловой защиты (экранная изоляция). [c.385]

Более универсальны методы расчета Р. Дайслера и К. Голдмана i[3.3—3.5], так как они свободны от ограничений по характеру зависимости физических свойств от давления и температуры. Суть двух подходов к решению задачи одинакова и заключается в численном решении системы дифференциальных уравнений энергии и движения. Различие состоит в методах расчета коэффициентов турбулентного переноса тепла и массы. Р. Дайслером принято, что коэффициенты переноса ет и Eq не зависят от изменения физических свойств, что отражается на точности расчетов при резко переменных свойствах. К. Голдман на основе выдвинутой им гипотезы о том, что изменение турбулентности в каждой точке потока зависит от изменения физических свойств только в данной точке, сумел применить для расчета распределения скоростей и коэффициента турбулентного обмена те же зависимости, что и при постоянных физических свойствах при соответствующей записи в новых переменных. Р. Дайслером и К. Голдманом принято [c.51]

Поскольку перенос тепла в рассматриваемом типе быстродействующей системы незначителен, то скоростью теплового потока dQldt можно пренебречь dQldt = О, Ts = Т, тогда выражение (8) примет следующий вид [c.84]

При получении системы уравнений (1.36). .. (1.40) предполагалось, что поперечные компоненты скорости много меньше продольной компоненты, др/дг = О и число М< 0,5. Кроме того, пренебрегаяось переносом тепла и импульса посредством молекулярной диффузии, выделением тепла при диссипации кинетической энергии потока и турбулентной диффузией в продольном направлении и считалось, что пористость т не зависит от координат. [c.21]

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]

Для получения действительно надежной корреляции аст (может быть, нескольких расчетных соотношений в зависимости от тех или иных конструктивных особенностей псевдоожиженной системы) необходимо провести широкое и систематическое исследование. Для оценки сравнительной способности к переносу тепла псевдо-ожиженным слоем от поверхности нагрева в устройствах различных типов и размеров и в разных частях слоя представляется целесообразным исследовать изменение локальных коэффициентов теплообмена по слою с помощью какого-либо малого зонда и построить по предложению Н. В. Антонишина изоальфы слоя (линии [c.411]

Примечательно, что этот новый тип поведения систем наблюдается в типичных ситуациях, давно известных классической гидродинамике. Примером, впервые проанализированным с упомянутых мной выше позиций, может служить так называемая неустойчивость Кенара . Рассмотрим поведение горизонтального слоя жидкости, находящегося между двумя бесконечно большими параллельными друг другу плоскостями в постоянном гравитационном поле. Пусть температура нижней плоскости поддерживается равной Ti, а верхней — Тг, и пусть Т >Т2- Когда величина обратного градиента Т - Т2)I Т -Т2) становится достаточно большой, система выходит из состояния покоя и начинается конвекция. Производство энтропии возрастает, ибо конвекция создает новый механизм переноса тепла. Более того, состояние потока, инициируемого нарушением устойчивости системы, отвечает большей степени организации системы, чем состояние покоя. Действи- [c.129]

В гл. 3 с использованием сопряженных уравнений исследуются нестационарные процессы переноса тепла в каналах ядерных реакторов. Здесь также в центре внимания находится получение формул теории возмущений, которые в данном случае характеризуют нестационарные процессы. Описываются наиболее общий метод собственных функций, используемый для разложения нестационарного решения в ряд Фурье и требующий для своей реализации знания системы собственных функций сопряженного уравнения, биортогональной к системе собственных функций основного уравнения. [c.6]

Отсчет времени при решении основного уравнения переноса тепла ведется от момента 1=То, т. е. от момента включения импульсного теплового источника. Поэтому в критерий Фурье входит разность (т—То). При решении сопряженного уравнения переноса тепла, т. е. яри отыскании функции ценности импульсного теплового источника, под т понимается момент включения источника, а под то — момент определения температуры в системе. Поэтому отсчет времени в сопря женной задаче ведется от т и в сопряженный критерий Фурье входит разность [c.94]

Далее рассмотрим возмущение в системе 2, в результате которого все теплофизические параметры этой системы принимают значения параметров системы 1. Приименяя метод теории возмущений к возмущенному уравнению переноса тепла и невозмущенному уравнению, в котором параметры системы 2 заменены параметрами системы 1, в соответствии с условиями связи (2.84) и (3.208) получим уравнение, аналогичное (2.101). Левые части полученного уравнения и уравнения (2.101) полностью идентичны (с заменой и t+ на и ф < >)> правая часть имеет вид [c.110]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...