Влияние давления на теплопроводность газов

ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ НА ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ГАЗОВ [c.432]

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ГАЗОВ ПРИ НИЗКИХ ДАВЛЕНИЯХ [c.432]

Рис. 10.10. Влияние давления на теплопроводность некоторых газов [81, 82].

При умеренных давлениях (до 30 40 атм) влиянием давления на теплопроводность жидкостей обычно пренебрегают, за исключением области вблизи критической точки, где жидкость ведет себя до некоторой степени как плотный газ (см. раздел 10.5). Для более низких температур, чем Тс, результаты классических опытов Бриджмена [5] составляют почти весь имеющийся экспериментальный материал по влиянию давления на Эти данные показывают, что % возрастает с давлением. [c.457]

Свойство газов передавать тепло называется теплопроводностью. Теплопроводность газов при давлениях, близких к атмосферному, обусловлена конвекцией. При более низких давлениях передача тепла происходит путем столкновения молекул. Значения коэффициента теплопроводности (х) различных газов для области давлений, где тепло передается путем межмолекулярных столкновений, приводятся в приложении 1. При дальнейшем понижении давления газа, когда средняя длина свободного пробега молекул становится соизмеримой с размерами сосуда, молекулы, ударяясь о нагретый предмет, могут достигать стенок сосуда без столкновений другими молекулами, и, таким образом, передача тепла происходит без установления в газе градиента температуры. Теплопроводность в этой области пропорциональна давлению и разности температур между нагретым предметом и холодными стенками сосуда. Кроме того, теплопроводность зависит от формы и природы поверхности сосуда. Влияние состояния поверхности на теплопроводность газа учитывается коэффициентом аккомодации. На свойстве газов изменять теплопроводность пропорционально их давлению основан принцип действия теплоэлектрических манометров (см. гл. 3). [c.8]

Выяснению всех перечисленных вопросов и посвящена настоящая работа, которая представляет собой обобщение проведенных ранее исследований на тот случай, когда между телом и газом, движущимся с большими скоростями, существует теплообмен. В работе исследовано влияние поперечной кривизны поверхности на величину коэффициенгов сопротивления и теплопередачи продольно обтекаемого цилиндра (выпуклая поверхность) и начального участка слабо расширяющегося канала с нулевым градиентом давления (вогнутая поверхность). На основе проведенных расчетов построены графики, иллюстрирующие влияние поперечной кривизны выпуклой и вогнутой поверхностей на характеристики осесимметричного турбулентного пограничного слоя при различных значениях чисел Рейнольдса, Маха и температурного фактора. При этом принимается, что молекулярное число Прандтля, равно как и число Прандтля для турбулентного перемешивания, отличны от единицы и, кроме того, в рассматриваемом диапазоне изменений температуры коэффициенты вязкости и теплопроводности не зависят от давления, а теплоемкость газа при постоянном давлении есть величина постоянная. [c.206]

Они показывают, что температурный скачок в области давлений Р 1 атм значительно влияет на величину определяемой теплопровод--ности, в особенности при малых значениях а. Для более тяжелых газов, чем Не, это влияние будет меньшим, но при малых значениях коэффициента аккомодации его следует учитывать. Основная трудность учета температурного скачка при определении теплопроводности газов по методу ударной трубы заключается в необходимости знать коэффициент аккомодации, который следует измерять в каждом конкретном исследовании, так как его величина зависит не только от рода газа и материала стенки, но и от условий эксперимента. [c.75]

Влияние осевой теплопроводности на распределение температуры по стенке трубы подробно обсуждалось выше. Для дальнейшего уточнения мы должны учесть влияние диффузии между паром и неконденсирующимся газом. Диффузия неконденсирующегося газа в активную зону конденсатора снижает парциальное давление пара. В двухфазной системе снижение давления пара сопровождается соответствующим снижением температуры пара и, следовательно, температуры на границе раздела пар-фитиль и температуры стенки трубы. Анализ, учитывающий влияние диффузии пара и газа, описывается ниже. [c.123]

Влияние давления газа-наполнителя. На рис. 3-17—3-21 сопоставляются результаты расчета с опытными данными при изменении давления и рода газа-наполнителя, материала и размеров частиц, пористости и температуры. Для всех рассмотренных зернистых систем ход расчетных кривых К(Н) совпадает с результатами измерений, причем уменьшение эффективной теплопроводности засыпок с понижением давления газа-наполнителя происходит быстрее, чем падение теплопроводности самого газа при тех же давлениях. Особенно заметный спад эффективной теплопроводности наблюдается для засыпок из мелких частиц (с/<0,2 мм), заполненных высокотеплопроводным газом с большой длиной свободного пробега молекул (рис. 3-17, 3-19). [c.100]

Рис. 5-8. Влияние давления газа наполнителя на теплопроводность стекловаты в воздухе при различных температурах I — эксперимент при Т = 192° К 2 — эксперимент при Г = 338° К 3, 4 — расчет по формуле (5-22) соответственно для Г = 192° К и Т = 338° К

Целью настоящей работы является анализ и совместный учет влияния эффектов давления и аккомодации на теплопроводность легких газов (гелия и водорода) в области повышенных давлений и высоких температур, в которой влияние давления не чрезмерно велико, а эффект аккомодации существен. Поэтому приобретает значение достаточно точный учет эффекта аккомодации для выявления зависимости теплопроводности от давления. [c.41]

Нормальная скорость пламени Ып зависит от природы горючей смеси, от температуры и от давления. С увеличением температуры газов Т скорость молекулярного движения возрастает, химическая реакция развивается быстрее, теплопроводность и диффузия увеличиваются и нормальная скорость распространения пламени возрастает. При понижении давления р<1 ата скорость распространения пламени несколько повышается. Влияние повышения давления на скорость распространения изучено недостаточно. [c.179]

Если газ достаточно медленно и равномерно нагревается при постоянном давлении, то степень диссоциации, являющаяся функцией температуры и давления, достигает своего равновесного значения, что характеризует возможный процесс теплопередачи. Если нагревание происходит неравномерно, хотя и медленно, то возникают градиенты как температур, так и концентраций, вызывающие появление тепловых потоков соответственно за счет теплопроводности и диффузии. Под действием диффузии газ находится всегда в неравновесном состоянии, которое оказывает влияние на теплообмен. [c.703]

При измерении теплопроводности ксенона было установлено, что при давлениях выше 150 мм рт. ст. тепловой поток, передаваемый через слой газа, резко нарастает с увеличением давления. При давлениях ниже 70 мм рт. ст. наблюдалась линейная зависимость HQ от ПР. По-видимому, в первом случае сказывалось влияние свободной конвекции, во втором — начинал проявляться температурный скачок. В связи с этим в обработке использовались измерения, выполненные при давлениях 70, 35 и 17 мм рт. ст., с введением поправки на температурный скачок. Максимальная величина этой поправки составила 10% при 1400 К. [c.44]

То, что при движении газа в каналах течение полностью ограничено твердыми стенками и расход является вполне определенным, позволяет учесть влияние вязкости, теплопроводности, диффузии и др. в предположении, что не только относительный наклон скоростей мал, но и величины скорости, давления, температуры, концентрации и других параметров также одинаковы во всех точках сечения. Изменение параметров в этом случае происходит только в осевом направлении, так что они зависят только от одной пространственной координаты, отсчитываемой вдоль осевой линии. Однородность по сечению канала течения позволяет не рассматривать механизм переноса количества движения, энергии и массы, так как предполагает, что любое воздействие на поток, связанное с влиянием трения о стенки и с подводом тепла или вещества сквозь стенки, немедленно равномерно распределяется по всему сечению канала. Отметим, что [c.179]

В дальнейшем Е. Боровик, А. Матвеев и Е. Панина [241 ] методом нагретой проволоки получили более надежные данные о теплопроводности жидкого азота при давлениях, близких к давлениям насыщения. Диаметр платиновой проволоки составлял 0,048 мм, внутренний диаметр медных измерительных трубок — 1,73 мм. Чтобы исключить влияние концевых эффектов, в установке применены две измерительные трубки рабочей длиной 141 и 67 мм. Авторы полагали, что при достаточно большом отношении длины трубки к диаметру концевые эффекты не зависят от длины, и поэтому определяли сопротивление средней части длинной нити как разность сопротивлений обеих нитей. При изготовлении установки было обращено внимание на достижение соосности нитей и трубок чтобы нити при нагреве не провисали, осуществлялось постоянное натяжение их с помощью пружин. Прибор был помещен в герметически закрытый сосуд Дьюара, заполненный охлаждающей жидкостью, которая перемешивалась мешалкой. В приборе поддерживалось давление, несколько превышавшее давление насыщенных паров исследуемого вещества при температуре опыта, для того чтобы предотвратить появление пузырьков газа при нагревании платиновой проволоки. [c.207]

Как уже говорилось, за рассматриваемый период, кроме исследований термодинамических свойств воды и водяного пара, были проведены исследования термодинамических свойств ряда других веществ, имеющих большое значение в современной энергетике. Здесь прежде всего следует назвать исследования Вукаловича, Кириллина, Ремизова, Силецкого и Тимофеева, результаты которых были ими изданы в виде большой монографии Термодинамические свойства газов (1953). В предисловии к ней записано в первой части книги даны основные сведения по теории и методам расчета величин, характеризующих термодинамические свойства газов. . . Рассмотрен также вопрос о влиянии давления на термодинамические величины. .. Во второй части книги приведены табличные материалы по теплоемкостям, энтальпиям и энтропиям одно-, двух- и трехатомных газов неорганического состава и большого числа углеводородов. .. Во второй части книги приведены наиболее надежные опытные данные по теплопроводности и вязкости технически важных газов.. . . [c.315]

Фултона [18], Шспера [19] и Ван-Демтсра [20] ). Строгое теоретическое рассмотрение сложного турбулентного течения газа, которое имеет место в вихревой трубе, является чрезвычайно трудной задачей, особенно в связи с тем, что профиль скоростей потока внутри трубы экспериментально пока еще не определен. Однако качественно эффект охлаждения можно объяснить следую-п им образом. Вращающийся поток воздуха внутри трубы создает в радиальном направлении градиент давления, возрастающий от оси к стенке трубы. Влияние турбулентности на такое ноле давлений выражается в адиабатическом перемешивании. Это приводит к созданию адиабатического распределения температур, при котором более холодный газ оказывается в области, расположенной вблизи оси трубы. Однако вследствие теплопроводности, приводящей к уменьшению градиента температур в радиальном направлении а также непостоянства значений угловой скорости в разных местах трубы адиабатическое распределение полностью осуществлено быть не может. Ван-Демтор описывает последний эффект следующим образом Если угловая скорость непостоянна, то вступает п действие другой механизм, приводящий к возникновению потока механической энергии в радиальном направлении наружу. Вследствие турбулентного трения (вихревой вязкости) внутренние слои жидкости или газа стремятся заставить внешние слои двигаться с той [c.13]

Несущественное влияние нестационарной теплопроводности на турбулентный теплообмен газов было подтверждено также описанными в гл. 7 и работе [26] опытами при изменении давления газа и одинаковых массовом расходе и тепловыделении в стенке. При этом изменяется коэффициент температуропроводности газа. Было установлено, что при G = onst коэффициент теплоотдачи в нестационарных условиях не зависит от давления газа (как и в стационарных условиях), т.е. существенное изменение коэффициента температуропроводности газа при неизменном Re не оказывает влияния на Нестационарный теплообмен. Поэтому остается предположить, что при турбулентном течении газа основной причиной отличия нестационарной теплоотдачи от квазистационарной является влияние нестационарности на турбулентную структуру потока. Очевидно, что используемые при обобщении опытных данных параметры тепловой нестационарности должны строиться с учетом этого обстоятельства. В частности, эти параметры в отличие от соотношений (1.69) и (1.70) не должны зависеть от давления газа. [c.31]

После проведенной оценки влияния каждой составляющей теплопереноса при изменении толщины, авторы приходят к выводу, что в слоисто-вакуумных изоляциях на основе алюминиевой фольги и стеклобумаги СБР-М при свободной укладке слоев основная доля теплопереноса падает на остаточные газы. Но так как Яэфгг есть функция Р, то и Хаф также есть функция Р, где Р — давление остаточных газов, которое согласно проведенным измерениям является функцией толщины. При этом наибольшие значения давлений наблюдаются в средних зонах, поэтому и Яэф.гг в этих зонах наибольшие, а следовательно, наибольшие и Обобщая сказанное, авторы делают заключительный вывод даже в том случае, когда давление среды, в которой находится образец, ниже 1-10-3 Н/м эффективный коэффициент теплопроводности следует рассматривать как функцию температуры и остаточного давления в слоях изоляции, т. е. Яэф=/( , Р). где Р=Р(б). [c.11]

Чтобы определить параметры плазмы, представляющей собой высокотемпературную равновесно реагирующую газовую смесь, прежде всего необходимо найти ее состав. Очевидно, что точность расчета состава будет определяться не только погрешностью вычислительного процесса, но в первую очередь — полнотой учета физических и химических эффектов, имеющих место в реагирующей смеси. Однако полный учет этих явлений затруднен. В то же время для получения результатов с достаточной для инженерных расчетов точностью можно принять следующие допущения в реакции горения участвует все топливо воздух состоит только из азота и кислорода смесь газов, составляющих продукты сгорания, является идеальным газом в исследуемом диапазоне температур и давлений полностью отсутствует термическая ионизация газовых компонент рассматривается однокомпонентпая легкоионизируемая присадка ее влияние на термодинамические параметры газовой смеси учитывается в приближенной форме введением соответствующих поправочных коэффициентов влияние присадки на вязкость и теплопроводность не учитывается а электропроводность рассчитывается методом малых возмущений. [c.109]

Существенное влияние на эффективную теплопроводность дисперсных и капиллярно-пористых систем оказывает давление газа в порах. Из кинетической теории га ов известно, что теплопроводность газа при нормальных условиях от давления газа не зависит, однако эта зависимость начинает проявляться с понижением давления, когда средняя длина" свободного пробега молекул газа одного порядка с расстоянием б между обменивающимися теплотой поверхностями или больше него, т, е, число Кнудсена (Кп = >./б) близко к единице или больше неё. [c.352]

Для давления 50 мм рт. ст. при работе с термистором диаметром 7,7 мм (термистор ТСТ-0,5) конвективная соста вляющая теплообмена перестает сказываться, и с ростом степени разрежения газа коэффициент теплообмена остается постояниым до давлений примерно 0,2 мм рт. ст. Это постоянство коэффициента теплообмена связаио с тем, что теплопроводность газа, как следует из молекулярно-кинетической теории, является величиной, не зависящей от давления. При дальнейшем понижении давления глубже 0,2 мм рт. ст. коэффициент теплообмена снова начинает убывать. Убывание связано с тем, что в этом диапазоне давлений наступает молекулярно-вязкостный режим течения газа и у поверхности образца начинает сказываться температурный скачок, влияние которого на теплообмен с увеличением степени разрежения газа усиливается. [c.529]

В безотрывных течениях около тел при больших числах Рейнольдса и умеренных числах Маха вязкость и теплопроводность газа обычно играют существенную роль лишь в узких областях ударных волн и пограничного слоя, оставляя поле течения вне этих зон практически невязким и не подверженным их влиянию. Это дает возможность разделить задачу обтекания тел на две самостоятельные части определение внешнего поля течения на основе уравнений движения невязкого газа и расчет течения в пограничном слое с известным продольным градиентом давления. Однако-такая картина течения может перестать соответствовать действительности, при уменьшении числа Рейнольдса, а также при больших сверхзвуковых скоростях, когда число Маха невозмущенного потока М Э 1- Это прежде-всего связано с тем, что оба эти эффекта приводят к возрастанию толщины пограничного слоя в первом случае из-за увеличения относительной роли сил трения, во втором случае из-за интенсивного роста температур и уменьшения плотности газа в пограничном слое. В результате этого-возрастает вытесняющее воздействие пограничного слоя на внешний поток, а на поверхности тела реализуется новое распределение давления, которое в свою очередь оказывает влияние на течение внутри пограничного слоя. Описанное явление обычно называется взаимодфствием гюграничного-слоя с внешним невязким потоком. [c.530]

При достаточно высоких температурах в двух- и многоатомных газах 1Воз.Н икает термическая диссоциация. В связи с этим интересно исследовать влияние диссоциации на процессы течения и теплообмена. В дальнейшем для простоты будем предполагать, что скорость диссоциации намного превышает скорости конвективного и диффузионного переносов вещества. В этом случае в каждой точке потока имеет место химическое равновесие и состав смеси зависит лишь от давления и температуры в данной точке. Хорошо известно, что если диссоциация носит равновесный характер, то процессы течения и теплообмена описываются уравнениями неразрывности, движения и энергии, которые имеют ТОТ же вид, что и в случае однородного газа . Влияние же диссоциации проявляется лишь через физические свойства, входящие в эти уравнения. В качестве таких физических свойств принимаются некоторые эффективные значения плотности, энтальпии, теплоемкости, теплопроводности и вязкости, рассчитанные с учетом реакции диссоциации. Граничные условия при гомогенной равновес юй диссоциации такие же, как и в случае теплообмена и движения однородного газа, если только поток не взаимодействует с материалом стенки, что в дальнейшем и предполагается. [c.189]

Совместный учет влияния давления я коэффициента аккомодации на теплопроводность аегкнх газов в области повышенных давлений. Зимина Н. X.— Сб. Теплофизические свойства газов . Изд-во Наука , 1973 г., 41—49, [c.204]

В [7] выявлено влияние неидеальности газа на изменение параметров торможения при обтекании затупленных тел (например, проволочки термоанемометра и микронасадка полного давления) сверхзвуковым потоком при малых числах Рейнольдса. Для учета эффектов неидеальности в соотношения на размазанной ударной волне включены слагаемые, связанные с вязкостью и теплопроводностью газа. Наряду с обнаружением заметного влияния указанных эффектов на показания соответствующих измери- [c.4]

Как уже отмечалось, если влияние нестационарной теплопроводности на турбулентный теплообмен несущественно, что имеет место при течении газа, то нестационарный коэффициент теплоотдачи не зависит от давления газа. Поэтому соответствующий параметр тепловой нестационарности, учитывающий влияние изменения турбулентной структуры потока на теплообмен не должен также зависеть от давления. Поэтому константа с1Ца (входяхцая в выражения (1.69) и (1.70)), изменяющаяся для газов пропорционально давлению, не может использоваться в качестве масштаба времени в соотношении (1.80). [c.35]

Имеется довольно обширная литература, посвященная теплопроводности в гетерогенных средах, появление которой объясняется главным образом технологической важностью применения таких материалов в качестве теплоизоляции. Изоляционные материалы на основе минеральных волокон можно рассматривать как одну из разновидностей композиционных материалов, в которых окружающий воздух играет роль непрерывной матрицы. Вследствие наличия в таких материалах двух фаз — газообразной и твердой— их называют двухфазными материалами. Однако использо-Bainie такого термина для композиционных материалов, в которых оба компонента находятся в твердом состоянии, оказалось ие вполне точным. Само понятие композиционный уже указывает на присутствие в таком материале более одного компонента и оказывается вполне достаточным для его характеристики. Несмотря на несомненное принципиальное сходство между волокнистыми теплоизоляциоными и композиционными материалами, имеется и существенное различие, оказывающее заметное влияние на свойства, связанные с явлениями переноса в композиционных материалах. В изоляционных материалах непрерывная фаза (воздух или какой-либо другой газ) находится в непосредственном контакте с волокнистым твердым телом. В композиционных материалах конструкционного назначения матрица и армирующий наполнитель приводятся в контакт в процессе формования под действием заданного давления и температуры. Любой дефект, образующийся в процессе формования, например иесмачивание части армирующего наполнителя полимерным связующим, присутствие воздушных включений на поверхностях уплотненного волокнистого мата, препятствует равномерному распределению компонентов и в дальнейшем приведет к возникновению сопротивления на границе раздела фаз. Кроме того, очевидно, что в течение определенного периода времени под действием, например, влаги, влияние этих неблагоприятных условий будет увеличиваться. Хотя этот эффект может быть легко обнаружен, поскольку он приводит к ухудшению механических свойств композиционных материалов, оказывается, что в литературе отсутствуют какие-либо сведения о его влиянии на тепло- и электропроводность. [c.287]

Уравнения турбулентного пограничного слоя для многокомпонентной меси реагирующих газов можно найти, например, в уже цитированной выше монографии Б. Дорранса. Эта система уравнений, так же как и более простая система уравнений турбулентного пограничного слоя в несжимаемой однородной жидкости, является незамкнутой. Действительно, lipoMe обычных неизвестных (скорости, давления, плотности, темпера- гуры или энтальпии, концентраций), число которых соответствует числу уравнений, в ней содержатся еще неизвестные коэффициенты турбулентного переноса (коэффициенты турбулентной вязкости, теплопроводности и диффузии). В настоящее время едва ли не единственно возможным путем замыкания системы уравнений турбулентного пограничного слоя в многокомпонентной смеси реагирующих тазов является путь обобщения. < уществующих полуэмпирических теорий турбулентности в несжимаемой я идкости на случаи течения, в которых необходимо учитывать влияние факторов сжимаемости, тепло- и массообмена, химических реакций и т. д-, и еще, конечно, использования известных аналогий Рейнольдса. При таком обобщении вид формул полуэмпирических теорий турбулентности полностью сохраняется и только плотность считается переменной величиной, зависящей от давления и те1№ературы. [c.539]

Влияние газа и его дашвпия на характеристики теплоизоляции исследовалось многими авторами. Завишмость эффективного коэффициента теплопроводности от давления остаточ1ного газа для типичной многослойной теплоизоляции имеет вид 5-образной кривой (рис. 2.6). Из рис. 2.6 ВИДНО, что многослойная теплоизоляция для обеспечения ее эффективной работы должна поддерж1и-ваться при давлении ниже 10 Па. Газы с более высокой теплопроводностью (т. е. гелий или водород) сильнее ухудшают [c.37]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...