Теплообмен Форма конвективный

На величину коэффициента теплоотдачи в сильной степени влияет скорость газового (или воздушного) потока чем больше скорость, тем меньше толщина вязкого подслоя, который находится между потоком газов и стенкой и затрудняет теплообмен. Поэтому конвективный теплообмен зависит от гидродинамических условий. Он зависит также от формы и размеров теплообменной поверхности и других факторов. Отсюда видно, что наиболее трудным в решении уравнения (6.20) является определение величины коэффициента теплоотдачи а. [c.214]

По своему физическому характеру конвективный теплообмен является весьма сложным процессом и зависит от большого числа факторов, определяющих процесс теплоотдачи. Коэффициент теплоотдачи характеризует интенсивность теплообмена между жидкостью и поверхностью канала. В общем. случае коэффициент теплоотдачи является функцией физических параметров жидкости, характера течения жидкости, скорости движения жидкости, формы и размеров тела и др. [c.406]

Если при литье в песчаные формы с применением автоклава условия затвердевания определяются в основном конвективным теплообменом, то при использовании металлических и графитовых форм увеличение скорости затвердевания отливки происходит преимущественно за счет увеличения теплоотдачи в зазоре. Этим и объясняется тот факт, что скорость затвердевания отливки в металлической форме при повышенном давлении гелия (табл. 4), имеющего больший коэффициент теплопроводности и заполняющего зазор между отливкой и формой, несколько выше, чем при давлении азота, имеющего меньший коэффициент теплопроводности. [c.52]

Таким образом, процесс генерации пара вызывает интенсивный массообмен в кипящей жидкости и, дополнительную турбулизацию пристенной области. При этом устанавливается значительно более мощный по сравнению с конвективным теплообменом в однофазных средах механизм переноса. Особенность этого механизма заключается в том, что от элементов поверхности, находящихся непосредственно под паровыми пузырями, тепловой поток отводится в основном с паром паровых пузырей (в форме теплоты испарения), а также в виде избыточной энтальпии перегретой жидкости, выталкиваемой из пристенного слоя паровыми пузырями в период их роста и при отрыве от теплоотдающей поверхности. [c.162]

Условия подобия конвективного теплообмена при вынужденном движении теплоносителя. На практике встречается большое число разнообразных задач, в которых теплообмен происходит в условиях вынужденного движения теплоносителя. Они различаются по геометрической форме и конфигурации систем, в которых протекает процесс теплообмена, по кинематической картине и режиму течения потока. Различными могут быть также сами теплоносители — жидкости и газы. Однако для всех таких процессов условия подобия имеют единообразный, универсальный вид, определяемый теорией подобия. [c.50]

W с помощью уравнения (5-23) и номограмм можно определить собственное излучение газового объема, имеющего постоянную температуру. Если же излучающий газ окружен твердыми стенками, температура которых отлична от температуры газа, то между газом и стенками происходит процесс теплообмена. Этот процесс оказывается сложным, так как поле температур в газе обычно переменно и зависит от характера и режима движения газа и геометрической формы оболочки. Кроме того, между газом и стенкой наряду с лучистым теплообменом происходит также конвективный теплообмен, и, строго говоря, эти явления взаимосвязаны. Такой совместный перенос теплоты излучением и конвекцией часто называют сложным теплообменом. До настоящего времени простого и общего метода точного расчета сложного теплообмена не создано. [c.192]

Течение теплоносителей в активной зоне ядерных реакторов, теплообменников, парогенераторов практически всегда носит турбулентный характер. Поэтому ниже рассматривается теплообмен лишь при турбулентном течении жидкостей и газов в каналах различной формы, а также теплообмен при продольном и поперечном обтекании пучков труб или других поверхностей. Разбираются случаи вынужденной, свободной и смешанной конвекции. Интенсивность конвективной теплоотдачи жидкостей и газов при турбулентном течении определяется коэффициентом теплоотдачи, который, как правило, относится к разнице температур стенки и средней температуры среды а = — tf). [c.51]

Определенные особенности имеет расчет трения и теплообмена на шероховатой поверхности. Шероховатость поверхности может ускорить переход к турбулентному режиму течения и привести к увеличению поверхностного трения и интенсификации конвективного теплообмена. В переходной области теплообмен также усиливается. При анализе трения, введя так называемую песочную шероховатость, удалось исключить из рассмотрения форму элементов шероховатости. Отношение высоты эквивалентной песочной шероховатости к толщине ламинарного подслоя является параметром, характеризующим степень ее влияния на величину трения. Если высота шероховатости меньше толщины подслоя, она не влияет на трение. В этом случае поверхность считается гладкой. Когда высота шероховатости значительно превышает толщину ламинарного подслоя, определяющим становится сопротивление формы шероховатости при этом перестает зависеть от числа Re и определяется только высотой шероховатости. В промежуточной области зависит как от высоты шероховатости /г, так и от Re. С увеличением местного числа Маха влияние шероховатости на трение уменьшается. [c.50]

Неопределенность размеров и формы пор затрудняет расчет внутреннего теплообмена между газообразными продуктами разложения и твердой фазой. Однако, учитывая высокие температуры, можно допустить, что радиационный и конвективный теплообмен в порах настолько интенсивны, что можно принять гипотезу о местном температурном равновесии. [c.245]

В книге содержится анализ теоретических и экспериментальных материалов по теплообмену, гидравлическому сопротивлению и технологии работы с жидкими металлами. Достаточно подробно изложены современные взгляды на теорию конвективной теплоотдачи. Отмечаются особенности теплообмена в жидких металлах. Анализ экспериментального материала по теплообмену приводится раздельно для течения жидких металлов в специфических геометрических формах оборудования—пучки, трубы, кольца и т.п. Уделено значительное внимание технологическим свойствам жидкометаллических теплоносителей, их очистке и химическому контролю. [c.2]

Если в условиях свободной конвекции механика газов зависит от взаимного расположения горячих и холодных поверхностей и, таким образом, при данных температурах определяется геометрическими характеристиками системы, то в условиях вынужденной конвекции механика газов является средством для управления процессами конвективного теплообмена. Как уже отмечалось, при вынужденной конвекции решающее значение имеет скорость и характер расположения поверхности нагрева по отношению потока. Из табл. 6 следует, что при нагреве тел вытянутой формы (трубы, прутки и т. д.) поперечное омывание эффективнее продольного, причем шахматное располол<ение тел в садке имеет некоторое преимущество перед коридорным. По этой причине при нагреве тел вытянутой формы теплоноситель с помощью перегородок заставляют двигаться зигзагообразно, с тем чтобы обеспечивалось поперечное обтекание поверхности нагрева. Отчасти по этой же причине конвективный теплообмен лучше происходит при поперечном движении потока относительно движения поверхности нагрева (перекрестный ток), чем при противотоке или прямотоке. По значению среднего температурного напора противоток предпочтительнее прямотока, вследствие чего последний в конвективных печах применяется реже, только в тех случаях, когда начальная температура теплоносителя такова, что его нельзя направлять непосредственно на нагретый материал. [c.284]

В отличие от коэффициента теплопроводности л коэффициент теплоотдачи а не является физической постоянной, характерной для того или иного вещества. В общем случае он отражает совместное действие конвекции и излучения и потому зависит от очень многих факторов. Достаточно сказать, что одна только конвективная часть а определяется геометрической формой и размерами тела, физическими свойствами омывающей его среды, направлением и скоростью омывания, температурными условиями и другими деталями явления. Поэтому простота закона [формулу (1-14) иногда называют законом Ньютона] обманчива вся сложность вопроса о теплообмене между телом и окружающей средой сосредоточивается на методе определения величины а при конкретных условиях задачи. На первых порах эта сложность не могла быть в должной степени вскрыта, в связи с чем долгое время величину а неудачно понимали как коэффициент внешней теплопроводности по аналогии с X — коэффициентом внутренней теплопроводности . В действительности такой аналогии не существует. [c.22]

Из уравнений (2-4-13J и (2-4-15) следует, что коэффициент теплоотдачи Оок зависит от интенсивности взаимосвязанных процессов тепломассообмена. В общем случае он зависит от формы и размеров поверхности конденсации, характера течения парогазовой смеси, состава смеси, давления и температуры ее, переносных свойств конденсата и др. По своему содержанию Оси является условной величиной, учитывающей комплексный процесс тепломассообмена в парогазовой смеси и конвективный теплообмен через пленку. [c.43]

Диффузией называется самопроизвольный перенос вещества из области с большей его концентрацией в область с меньшей концентрацией. Аналогично теплообмену перенос вещества (массообмен) может осуществляться как за счет молекулярной проводимости, так и за счет молярных, конвективных переносов. Одной из форм молярного переноса вещества является турбулентная диффузия в газах и жидкостях. [c.417]

Конвективный перенос тепла неразрывно связан с переносом частичек газа. Это обстоятельство сильно усложняет процесс теплообмена, так как перенос частичек газа зависит от режима движения, природы его возникновения, рода и физических свойств газа, формы и размеров поверхности нагрева твердого тела, направления теплового потока и т. д. Таким образом, конвективный теплообмен представляет собой очень сложный процесс, зависящий от большого числа факторов. [c.49]

Топочные газы, минуя газоплотный экран через два окна, образованные гладкими трубами, двумя потоками расходятся по газоходу кольцеобразной формы в противоположные стороны. Омывая на своем пути конвективные трубы, потоки соединяются на противоположной входу стороне и отводятся в дымовую трубу. В конвективном теплообмене участвует также тыльная часть топочного экрана. [c.15]

Простейшей формой учета влияния излучения на конвективный теплообмен является введение граничного условия, соответствующего отдаче тепла обтекаемой поверхностью по закону Стефана — Больцмана. Одной из первых работ этого направления в предположении, что набегающая среда абсолютно прозрачная, является решение И. А. Кибеля [5], в котором исследовано влияние излучения на температуру торможения пластины, двигающейся в ламинарном потоке с большими числами Маха. [c.133]

Теплообмен — самопроизвольный, необратимый процесс переноса энергии в форме теплоты в пространстве с неоднородным полем температуры или неоднородными полями других физических величин. Теплообмен может быть конвективным, лз истым, а также осуществляться путем теплопроводности. [c.504]

Свободный конвективный теплообмен тел в различных средах, находящихся в неограниченном пространстве, экспериментально изучался различными исследователями. Опыты проводились с телами простейшей формы (плиты, цилиндры, шары) с размерами от 15 мк (проволоки) и до 16 (шары) в различных средах (различные газы и жидкости). [c.325]

Конвективный теплообмен зависит от характера движения среды и тела, их теплофизических свойств, температуры, а также от геометрической формы канала течения или обтекаемого тела. Различается конвективный теплообмен при вынужденном (принудительном) движении, например в пламенных нагревательных печах и при свободном (естественном) движении (конвекции), например при охлаждении стальных заготовок на спокойном воздухе. [c.12]

Если стороны элемента прямолинейные, проще всего интегралы в (15.29) вычисляются аналитически. После вычисления коэффициентов матриц они могут быть сохранены в машинной памяти для дальнейшего использования. Рассмотрим линейный четырехугольный элемент, на второй стороне которого (узлы 2 и 3) наблюдается конвективный теплообмен. Вычисление интегралов начнем с вычисления функций формы при 1, что соответствует рассматриваемой стороне. Вспоминая функции формы (15.4), имеем [c.305]

Конвективный теплообмен. При затвердевании сплавов внутри формы возникает конвективное движение расплава, влияющее на интенсивность теплопередачи, развитие зональной неоднородности, скорость кристаллизации и другие параметры процесса литья. [c.24]

Кроме тепловой энергии отдельные частицы или моли переносят также свою кинетическую энергию, которая при их торможении за счет трения преобразуется в соответствующее количество теплоты. Поскольку явление переноса молей или частиц тесно связано с характером и режимом движения жидкости или газа, а также с геометрическими формами и размерами обтекаемой поверхности, конвективный теплообмен представляет собой сложное явление, зависящее от многих факторов. Наиболее сложная картина движения наблюдается непосредственно возле стенки, она-то и определяет теплообмен между потоком и стенкой. [c.5]

Как отмечалось ранее, передача энергии на микроуровне (в форме теплоты) только одним из рассмотренных выше способов (теплопроводностью, конвекцией или тепловым излучением) в реальных условиях происходит крайне редко. Обычно теплообмен осуществляется по всем трем механизмам переноса энергии одновременно. Тем не менее, значимость отдельных механизмов энергообмена в различных конкретных случаях различна. Так, при рассмотрении ряда инженерных задач можно не учитывать лучистую энергию по причине ее пренебрежимо малой доли в процессе энергообмена. С другой стороны, при исследовании теплообмена между телами в космическом пространстве можно пренебречь конвективной составляющей. [c.333]

При конвективном теплообмене в каналах процессы переноса теплоты в жидкости и стенках взаимосвязаны, а условия на границах заранее не могут быть заданы. Влияние взаимосвязи на перенос теплоты существенно проявляется в нестдцианарных процессах. Складывается сложная физическая обстановка. Теплообмен между жидкостью и стенками зависит от граничных условий на стенках, в то же время стенки (форма, геометрические размеры, тепла1)изические свойства) оказывают влияние на граничные условия. Исследовать теплообмен с учетом указанного обстоятельства наиболее целесообразно путем численного на ЭВМ решения краевой задачи следующего содержания [c.297]

В соответствии со второй теоремой подобия критерии, определяе мые из системы дифференциальных уравнений, описывающих конвек тивпый теплообмен, одновременно являются и критериями, получае мыми из уравнения, представляющего решение этой системы. Поз тому, используя полученные выше критерии подобия, критериально уравнение конвективного теплообмена можно записать в следующе общей форме [c.328]

Линии тока (ф = onst) и изотермы (Т = onst), полученные в результате решения уравнений (2.110) —(2.112) для прямоугольной полости с нагретым выступом, показаны на рис. 2.17. Интенсивность теплообмена в рассматриваемых условиях зависит не только от критериев Gr и Рг, но и в значительной мере от относительных размеров полости. Этими факторами, в частности, определяется форма течения. При первой, одновихревой форме течения (рис. 2.17, б) основное количество теплоты передается от вертикальной поверхности выступа, в то время как над горизонтальной поверхностью существует застойная зона. При второй форме с основным вихрем над выступом (рис. 2.17, в) интенсивный конвективный теплообмен [c.120]

При воздействии всестороннего газового давления существенно возрастают теплопрсводность и другие термофизические характеристики песчаной литейной формы и улучшается конвективный теплообмен между слитком и металлической формой (изложницей). При наложении механического давления происходит полное устранение или уменьшение газового зазора между отливкой и формой. Все это сопровождается заметным повышением интенсивности теплообмена между отливкой и формой и увеличением скорости затвердевания металла или сплава. [c.28]

Обобш,еняые уравнения, полученные на основании обработки экспериментальных данных, широко распространены в литературе по теплообмену. Такие уравнения получены для ламинарного и турбулентного течения в каналах самой разнообразной формы в различных диапазонах изменения числа Прандтля. Настоящая книга посвящена в основном рассмотрению аналитических решений задач конвективного тепло- и массообмена. Глубокое понимание этих решений, по нашему мнению, является надежной основой правильного и разумного примене- [c.225]

Паропроизводительность единичного парового котла за 50 лет возросла более чем в 100 раз, давление пара в котлах в 15 раз, температура пара почти в два раза. Значительно повысилась экономичность котельных агрегатов, достигшая в современных конструкциях 91—93% брутто, т. е. величин, близких к предельно возможным значениям. Вместе с этим совершенно изменились тепловая схема и конструктивная форма парового котла. В первый период после восстановления отечественного котлостроения от конструкций барабанных котлов с пятью-четырьмя барабанами перешли к трехбарабанным котлам, однако это, в сущности, не привело к изменению тепловой схемы котла. Даже в начале 30-х годов, когда стали развиваться и внедряться пылеугольные топки с сопутствующим повышением подогрева воздуха, паровой котел в его парогенерирующей части оставался в основном конвективным по теплообмену. [c.81]

Производительность мартеновской печи (основной показатель любого металлургического агрегата) в значительной мере определяется тепловым режимом плавки или изменением тепловой нагрузки по периодам плавки. Тепловая нагрузка печи представляет собой количество тепла, подводимого в единицу времени к газовому клапану или форсунке (горелке) печи. При правильной организации теплового режима должен быть обеспечен подвод к металлу максимального количества тепла на протяжении всех периодов плавки. В мартеновской печи - 90% тепла факела передается к ванне излучением и лишь остальная часть приходится на конвективную теплопередачу. Теплообмен излучением описывается известным уравнением Стефана — Больцмана, которое имеет вид <Э = беп[(7 ф/100) —(Гх/ЮО) ], гдеб — коэффициент, учитывающий оптические свойства кладки и форму рабочего пространства еп — степень черноты пламени 7ф—температура факела —температура воспринимающей тепло поверхности (холодных материалов). Из уравнения следует, что на теплопередачу влияют температура факела и шихты, степень черноты пламени и оптические свойства кладки. Интенсивность нагрева шихты тем выше, чем выше температура факела и степень черноты пламени и ниже температура холодной твердой шихты. Температура факела определяется температурой сгорания топлива степень черноты факела —карбюризацией пламени. Теоретическую температуру сгорания топлива можно определить по формуле т= (Qx Qф.т-ЬQф.в <7дис)/1 Ср, где Qx — химическое тепло топлива (теплота сгорания) ( ф.т—физическое тепло нагретого в регенераторах топлива <Эф.в — физическое тепло нагретого в регенераторах воздуха (7дис — тепло, потерянное при диссоциации трехатомных (СО2, Н2О) газов V—удельный объем продуктов сгорания при сжигании данного топлива Ср—удельная теплоемкость получившихся продуктов сгорания. [c.153]

Теплоотдача представляет собой чрезвычайно сложный процесс, в связи с чем она является функцией большого числа различных факторов, к которым можно отнести характер конвекции X, т. е. свободная или вынужденная конвекция режим течения жидкости Р, т. е. имеет место параллельно-струйчатое движение теплоносителя без перемешивания (ламинарное течение) или в теплоносителе наблюдаются вихри, перемещающие жидкость не только в направлении движения, но и в поперечном направлении (турбулентное течение) скорость движения теплоносителя ш направление теплового потока (нагревание или охлажденпе) Н коэффициент теплопроводности Я, теплоемкость Ср, плотность о, вязкость ц, т. е. физические свойства теплоносителя температуру теплоносителя и поверхности стенки / и их разность А/, называемую температурным напором поверхность стенки Г, омываемую теплоносителем форму стенки Ф ее размеры 1-1, 4, /з, и другие факторы. Таким образом, конвективный теплообмен неразрывно связан с большим числом различных факторов [c.280]

Теплообмен в условиях естественной конвекции осуществляется при местном нагревании или охлаждении среды, находящейся в ограниченном или неограниченном пространстве. Этот вид конвективного переноса тепла играет преимущественную роль в процессах отопления помещений и имеет значение в различных областях техники. Например, нагревание комнатЬого воздуха отопительными приборами, а также нагревание и охлаждение ограждающих конструкций помещений (стены, окна, двери и пр.) осуществляется в условиях естественной конвекции, или так называемого свободного потока. Естественная конвекция возникает в неравномерно нагретом газе или жидкости, находящейся в ограниченном или неограниченном пространстве, и может влиять на конвективный перенос тепла в вынужденном потоке среды. В больших масштабах свободное перемещение масс среды, вызванное различием ее плотностей в отдельных местах пространства, осуществляется в атмосфере земли, водных пространствах океанов и морей и т. д. За счет естественного движения нагретого воздуха в зданиях осуществляется его вентиляция наружным воздухом. Исследованием свободной конвекции занимался еще М. В. Ломоносов, который применял подъемную силу нагретых масс воздуха для устройства вентиляции шахт, а также для перемещения газов в пламенных печах. К настоящему времени достаточно полно изучен естественный конвективный теплообмен для тел простейшей формы (плита, цилиндр, шар), находящихся в различных средах, заполняющих пространство больших размеров по сравнению с размерами самого тела. Этот вид теплообмена подробно изучался в СССР академиком М. В. Кирпичевым и его сотрудниками. [c.323]

И. Т. Аладьев, Л. Д. Додонов. Критические тепловые потоки при течении недогретой воды в каналах сложной формы. Давление 100 ата. Сб. Конвективный и лучистый теплообмен. Изд-во АН СССР, 1960. [c.60]

Как следует из рассмотренных методик расчета процессов тепло-проводности конвективного и лучистого теплообмена, а также теплопередачи, аналитические и эмпирические соотношения прим нимы лишь для основных наиболее распространенных случаев передачи теплоты и движения теплоносителей. Многие встречающиеся в практике случаи теплопередачи в теплообменных аппаратах не могут быть рассчитаны с помощью рассмотренных расчетных зависимостей, так как характер движения теплоносителей в них и их геометрические формы не соответствуют тем устройствам, по результатам испытаний которых получены расчетные эмпири- [c.89]

Коэффициент конвективной теплоотдачи определяется в большинстве случаев опытным путем. Он не являетря постоянной величиной, а зависит от многих факторов, присущих характеру движения жидкости или газа, форме и размерам тела, физическим свойствам и состоянию среды. Конвективный теплообмен тесно связан с аэродинамикой потоков теплоносителей, решающим образом влияющей на интенсивность теплоотдачи. На практике приходится иметь дело с весьма различными по значениям коэффициентами конвективной теплоотдачи — от [c.173]

Следует отметить, что со времени появления первой работы Нукиямы [2] по кипению в большом объеме все исследователи в области кипения и конденсации представляли и сравнивали свои результаты измерений в виде (АГ), отвечающем требованиям новой теории теплопередачи. Однако важно указать, что в новой теории эта форма представления экспериментальных данных считается удобной не только для сравнения. Основное ее достоинство состоит в том, что она является оптимальной формой для построения инженерных методов расчета процессов кипения, конденсации и всех процессов конвективного теплообмена, а также для проектирования и расчета теплообменных аппаратов. [c.40]

Если при ЛВГД в песчаные формы условия затвердевания отливки определяются в основном конвективным теплообменом, то при использовании металлических и графитовых форм увеличение скорости затвердевания происходит преимущественно в результате повышения теплоотдачи в зазоре. [c.331]

Когда в трубе протекает жидкость с числом Прандтля порядка единицы (Рг 1), Поэтому оба теплофизических параметра одинаково влияют на теплоотдачу, а определяюш ие критерии подобия Ке и Ре в уравнения подобия входят в виде произведения НеРе или НеРг . Наконец, для предельного случая, связанного с весьма большим значением числа Прандтля (Рг 1), v a. При этом температуропроводность характеризуюш ая конвективный теплообмен в потоке, выпадает из рассмотрения и подобие определяется двумя критериями X и Ке или X и НеРг . Таким образом, определяюш ие критерии можно записать в следуюш ей приближенной форме X и КеРг", где п 1 при Рг 0 л 0,5 при Рг 1 и /г О, когда Рг оо. Следовательно, приближенное уравнение подобия принимает вид Ки / (X, НеРг ). [c.277]

В случае сквозной эксфильтрации при малых скоростях потока воздух верхней части объема теплой камеры имеет повышенную температуру из-за скопления нагретого воздуха, идущего снизу от нагревателей (серия IVa), Это сильно сказывается на формировании температурных полей остекления и воздушной прослойки. По мере увеличения скорости потока температура воздуха в теплой камере становится более равномерной и температурные поля па остеклениях приобретают хпрактгрнып вид. Особенностью сквозной эксфильтрации является образование в воздушной прослойке по высоте отдельных циркуляционных зон, неустойчивых по своей форме. Вследствие этого и формирование пограничных слоев носит неустойчивый характер, что чрезвычайно затрудняет расчет теплообменных характеристик на поверхностях. Коэффициенты конвективного теплообмена определены статистическим анализом по нескольким интерферограм-мам, полученным путем многократных фотосъемок одного и того же процесса. [c.115]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...