Теплопроводность жидких металлов

Тепловой поток слабо влияет на гидравлическое сопротивление при движении жидких металлов, так как профиль температуры в потоке мало зависит от него. Благодаря высокой теплопроводности жидкого металла при движении его в трубе температура в пристенных слоях не может значительно отличаться от температуры в ядре потока и, следовательно, вблизи стенок не могут возникнуть слои с большой (малой) вязкостью по сравнению с ядром потока, не может произойти искажения профиля скорости, поэтому тепловой поток не оказывает влияния на гидравлическое сопротивление. [c.197]

При резких изменениях расхода и температуры теплоносителя высокая теплопроводность жидких металлов способствует появлению значительных термических напряжений в трубных досках, патрубках и других деталях. В этом случае приходится применять различные защитные или компенсационные узлы конструкции (газовые компенсационные объемы, компенсационные петли, силь-фоны и т. д.). [c.101]

Можно считать, что теплопроводность жидких металлов мало зависит от давления. Если к тому же рассматриваются металлы, пары которых имеют одинаковое число атомов в молекуле, то % можно считать функцией только приведенной температуры т, т. е. [c.26]

На поверхности охлаждения, хорошо смачиваемой конденсатом, происходит пленочная конденсация. В этом случае в соответствии с термодинамическими соотношениями на поверхности может развиваться сколь угодно толстый слой жидкости. Толщина этого слоя будет определяться только гидродинамическими закономерностями. С точки зрения механизма движения пленки конденсата, нет различий между конденсацией паров металлов и конденсацией обычных веществ. Однако высокая теплопроводность жидких металлов приводит к существенному перераспределению термических сопротивлений в процессе мас-со- и теплопереноса по сравнению с пленочной конденсацией паров веществ с Pr l. [c.224]

Доля термического сопротивления пленки от суммарного термического сопротивления невелика в связи с высокой теплопроводностью жидких металлов. Поэтому в процессе расчета теплоотдачи при пленочной конденсации паров металлов в большинстве случаев не требуется высокой точности при определении термического сопротивления пленки. Для расчетов могут быть использованы общеизвестные закономерности, несмотря на то, что они получены с использованием многих упрощающих предположений. [c.231]

Теплообмен в жидких металлах. Вследствие высокой теплопроводности жидких металлов для них характерны низкие значения Рг. Поэтому велика роль суммарного электронно-молекулярного переноса тепла по сравнению с турбулентным во всем сечении потока жидкого металла даже при развитом турбулентном течении. Толщина пограничного слоя оказывается гораздо больше толщины гидродинамического слоя. [c.132]

До сих пор бытует заблуждение, что вследствие высокой теплопроводности жидких металлов в теплообменниках типа металл—металл не могут возникать большие перекосы температурных полей. Такое представление возникло из-за путаницы понятий о процессах передачи тепла теплопроводностью (в твердых телах) и посредством конвекции теплоносителя. Как правило, условия работы теплообменников с жидкометаллическими теплоносителями соответствуют низким значениям Ре вследствие малости Рг. При этом значения Ре оказываются того же порядка, что и в теплообменниках с обычными (газом, водой) теплоносителями. При таких условиях неравномерности распределения температуры в жидкометаллических теплообменниках могут оказаться даже большими, чем в обычных водяных или газовых теплообменниках. Поэтому в жидкометаллических теплообменниках следует обращать большое внимание на профилирование расходов теплоносителей. [c.133]

Наиболее согласованной с опытом представляется модель контактного термического сопротивления, основанная на представлении о скоплении на границе раздела примесей [84], теплопроводность которых значительно ниже теплопроводности жидкого металла или стенки. [c.186]

Вследствие высокой теплопроводности жидких металлов основной перепад температуры сосредоточен не в тонком ламинарном подслое, как у обычных малотеплопроводных жидкостей, а распространяется также в турбулентное ядро. Это позволяет экспериментально достаточно точно определить градиенты температур по сечению трубы и надежно проверить допущения полуэмпирических теорий теплообмена. [c.361]

Наряду с газами и капельными жидкостями в качестве теплоносителей применяют жидкие (расплавленные) металлы, такие, как ртуть, натрий, калий, литий, висмут, галлий, свинец. Достоинством этих теплоносителей является то, что они имеют высокую теплопроводность, малую вязкость, высокую температуру кипения коррозионное воздействие на материал стенок каналов, по которым они перемещаются, — незначительное. Благодаря высокой теплопроводности жидкие металлы могут очень интенсивно отводить теплоту от поверхности нагрева. Их можно использовать при высоких температурах (700— 800° С) и в то же время при низких давлениях. Потери давления при движении жидких металлов в каналах находятся в приемлемых пределах. Многие из них имеют невысокую температуру плавления (для натрия, например, / д — 97,5° С) и могут без особых трудностей переводиться в жидкое состояние. Все эти качества делают их весьма перспективными теплоносителями. Применение жидких металлов в теплосиловых установках при определенных условиях позволяет повысить их коэффициент полезного действия. [c.217]

Предельная толщина пристенного слоя примесей обусловливает и предельное значение формулы (2), полученной из опытов с загрязненными жидкими металлами. Таким образом формула (2) приближенно обобщает опытные данные для различных металлов с различной теплопроводностью. Учитывая это обстоятельство, а также тот факт, что предельная толщина слоя примесей бк определяется в основном гидродинамикой и геометрией канала, можно сделать вывод отношение теплопроводности жидкометаллического теплоносителя и пристенного слоя примесей примерно одинаково для различных теплоносителей. Это можно объяснить малой теплопроводностью частиц примеси по сравнению с теплопроводностью жидкого металла, заполняющего промежутки между частицами. Поэтому теплопроводность слоя примесей определяется его пористостью и теплопроводностью металла, заполняющего поры между частицами примеси. [c.21]

Двойные расплавы металлов, компоненты которых практически нерастворимы в твердом состоянии. В работах [38, 39, 43, 63, 115] опубликованы данные о теплопроводности жидких металлов и их двойных смесей-расплавов с компонентами, взаимно нерастворимыми в твердом состоянии. Теплопроводность таких двойных расплавов может быть рассчитана так же, как в случае смеси обычных жидкостей, например по формуле (1-32). [c.211]

Высокая теплопроводность жидких металлов (Рг 1) позволяет при теоретическом рассмотрении теплоотдачи поперечно-омываемого цилиндра или пучка труб использовать модель потенциального омывания. Такой подход вполне оправдан, поскольку турбулентный перенос тепла по сравнению с молекулярным играет для жидкометаллических теплоносителей существенно меньшую роль. Именно по этому пути пошли авторы работ [1—4]. [c.128]

Рис. 2.5. Зависимость коэффициента теплопроводности жидких металлов и их сплавов от те.мпературы

Из формулы (9.11) видно, что коэффициент теплоотдачи к газам, обладающим малой теплопроводностью, будет ниже, чем коэффициент теплоотдачи к капельным жидкостям, а тем более к жидким металлам. [c.80]

Термическое сопротивление пористого материала, заключенного в герметичную о лочку, можно регулировать в широком диапазоне путем дозированного ввода в него газа или жидкости (в том числе жидкого металла). Эго позволяет плавно изменять его эффективную теплопроводность в пределах от 10 до 10 Вт/ (м град). Сверхвысокая теплопроводность таких ПТЭ достигается за счет кипения жидкости и конденсации пара внутри проницаемой структуры вблизи обогреваемой и охлаждаемой герметичных поверхностей. Указанное устройство может быть использовано для организации интенсивного теплообмена, например, при охлаждении электродов дугового нагревателя газа. [c.17]

Теплота, переданная источниками энергии свариваемому телу, распространяется в нем, подчиняясь законам теплопроводности. Эти явления рассмотрены в разд. И Тепловые процессы при сварке . Если бы металл не изменял своих механических и физических свойств при повышении температуры, то задача изучения нагрева тел при сварке свелась бы только к определению условий, при которых металл в зоне сварки достигает необходимой температуры. В действительности изучение температурных процессов в металле шва и вблизи него необходимо главным образом по двум причинам для количественного описания многочисленных реакций, которые идут между жидким металлом и шлаком или газом, а также для определения условий кристаллизации [c.5]

Несмотря на перечисленные трудности, метод адиабатического размагничивания послужил основой большого числа новых исследований. Наиболее простыми являются эксперименты, относящиеся к определению магнитных свойств самих парамагнитных солей и достигаемых с их помощью абсолютных температур. Однако ири помощи солей охлаждались также и другие материалы с целью проведения на них физических измерений. В последние годы были изучены свойства жидкого гелия, открыто несколько новых сверхпроводников и измерена электропроводность и теплопроводность многих металлов. [c.424]

Жидкие металлы и сплавы обладают значительно большей теплопроводностью [А, = 7—86 вт м град) ]. [c.272]

Физические свойства расплавленных металлов существенно отличаются от свойств обычных теплоносителей. Для жидких металлов характерны высокие значения коэффициентов теплопроводности и небольшие теплоемкости. Критерий Прандтля для таких теплоносителей значительно меньше единицы. [c.341]

Используемое в инерционной динамической схеме условие однородности температуры во всей рассматриваемой области, включая паровой пузырек, означает фактически, что жидкость характеризуется бесконечно большой теплопроводностью. Ясно, что в реальных условиях это условие не выполняется. Численные эксперименты показывают, однако, что очень короткий (менее 10 с) период роста пузырька приближенно описывается законом (6.24). Для жидких металлов этот отрезок времени, очевидно, должен быть больше. [c.249]

При турбулентном течении жидких металлов отношение потока тепла, переносимого молекулярной теплопроводностью, к потоку [c.234]

Жидкотекучесть — способность жидкого металла полностью заполнять полости литейной формы и четко воспроизводить очертания отливки. Жидкотекучесть зависит от химического состава, температуры заливаемого в форму сплава и теплопроводности материала формы. Фосфор, кремний и углерод улучшают ее, а сера ухудшает. Серый чугун содержит углерода и кремния больше, чем сталь, и поэтому обладает лучшей жидкотекучестью. Повышение температуры жидкого металла улучшает жидкотекучесть, и чем выше его перегрев, тем более тонкостенную отливку можно получить. Увеличение теплопроводности материала формы снижает жидкотекучесть. Так, песчаная форма отводит теплоту медленнее и расплавленный металл заполняет ее лучше, чем металлическую форму, которая интенсивно охлаждает расплав. Минимально воз- [c.51]

Идея интегрального метода теории пограничного слоя заключается в том, что с помощью приближенного описания распределения скорости или температуры по толщине пограничного слоя, используя некоторые простые интегральные соотношения, находят толщину соответствующего (динамического или теплового) пограничного слоя, а зная толщину слоя 5 согласно (2.233), нетрудно определить коэффициент теплоотдачи. Ниже приводятся выводы, справедливые для случаев Рг 1, т. е. для большинства технических жидкостей, а также для газов. При этом тепловой пограничный слой лежит внутри динамического пограничного слоя. Если же число Прандтля значительно меньше единицы, что имеет место у жидких металлов, то тепловой пограничный слой выходит далеко за пределы динамического пограничного слоя. Теплопроводность металлов оказывает решающее влияние на теплоотдачу и все зависимости, выведенные для случая 5 > 5т, перестают работать. [c.123]

Коэффициент теплоотдачи при пленочной конденсации ниже, чем при капельной, так как стекающая пленка конденсата имеет большое термическое сопротивление. Исключение составляет пленочная конденсация паров жидких металлов, для которых характерна высокая теплопроводность. [c.203]

Из формулы (9.7) видно, что коэффициенты теплоотдачи к газам, обладающим малой теплопроводностью, будут ниже, чем к капельным жидкостям, а тем более к жидким металлам. Ориентировочно значения а к газовым средам, например к воздуху, лежат в пределах от 10—20 Вт/(м2-К) при отсутствии вынужденного движения до 50— 100 Вт/(м -К) при скоростях течения порядка десятков метров в секунду. При омывании тел капельной жидкостью, особенно водой, теплопроводность которой много выше, чем воздуха, значения коэффициента теплоотдачи на 1—2 порядка больше, т. е. вполне достижимы значения а 1000 Вт/(м -К). Если же такие высокие значения а получены на основании расчетов для воздуха, то скорее всего в расчегах допущена ошибка. [c.82]

В ламинарном потоке теплота поперек течения передается теплопроводностью, в турбулентном — теплопроводностью и конвекцией. Так как у неметаллических теплоносителей коэффициент теплопроводности сравнительно невелик, в турбулентном ядре теплота в,основном переносится конвекцией. При этом основным термическим сопротивлением при передаче теплоты поперек турбулентного потока является вязкий подслой. В результате основное изменение температуры жидкости в поперечном сечении сосредоточивается у стенки, в турбулентном ядре температура изменяется сравнительно мало (рис. 11-1). В жидких металлах теплопроводность велика и может конкурировать с процессом [c.242]

Высокая теплопроводность жидких металлов, как правило, сочетается с малой объемной теплоемкостью. При малых температурных напорах стенка — жидкость имеют глесто большие подогревы теплоносителя в каналах. Поэтому температура поверхности твэлов в основном определяется локальными подогревами теплоносителя, а не локальными коэффициентами теплообмена. Разность подогревов теплоносителя по ячейкам вокруг твэлов часто вызывает большие неравномерности температуры по их периметру, особенно если твэлы окружены ячейками различной конфигурации. [c.9]

Как известно, измерение коэффициентов теплопроводности жидких металлов и сплавов при высоких температурах связано со значительными методическими трудностями [1]. В частности, высокая реактивность жидких сплавов затрудняет выбор материала для оболочки, удерживающей жидкую фазу, а также измерение температуры. В предлагаемом способе, основанном на использовании зонной плавки с градиентом температуры (ЗПГТ), жидкая фаза удерживается капиллярными силами, а необходимость непосредственного измерения градиента температуры в жидкости исключена. [c.321]

При мотсматическом моделировании движения жидкого металла В ближний аоне воздействия использовались нелинейные уравнения вязкой теплопроводной жидкости — уравнения Навье-Стокса. Для их численного решения использовался метод Маккормака, хорошо зарекомендовавший себя при решении данного типа задач. Расчеты показали, что под действием внешнего импульсного воздействия в расплаве возникают два типа движения среды регулярные акустические течения, охватывающие достаточно большие области пространства, и турбулентные течения непосредстноньо на фронте кристаллизации, имеющие характер многочисленных мелкомасштабных вихрей. [c.82]

Измерения теплопроводности чистых металлов при низких температурах показали, что иногда соотношение Видемана—Франца не удовлетворяется. В конце 20-х и начале 30-х годов в нескольких лабораториях были проведены такие измерения вплоть до температур жидкого водорода. Особенно важные данные получены в Лейденской лаборатории и группой Грюнейзена. Вследствие того, что обычно теплопроводность имеет максимум при температуре 10—20°К, а при более низкой температуре она определяется дефектами кристаллической структуры, упомянутые измерения дали почти столько же сведений о тепловом сопротивлении металлов, сколько и последующие измерения, продолженные до более низких температур. [c.224]

Из уравнений (11.7) и (11.8) видно, что если число Рейнольдса велико (а при больших числах Рейнольдса будет велико и число Пекле, так как число-Прандтля для газов составляет величину порядка единицы и только у жидких металлов имеет малое по сравнению с единицей значение), то членом, учитывающим в уравнении движения влияние вязкости, и членом, учитывающим в уравнении переноса теплоты влияние теплопроводности, можно пренебречь. Это означает, что при больших числах Рейнольдса движение жидкости, несмотря на то, что ее вязкость и теплопроводность имеют конечное значение, не отличается от движения идеальной, т. е. невязкой и нетеплопроводящей жидкости. Таким образом, в потоках, характеризующихся большими значениями числа Рейнольдса, можно пренебрегать влиянием вязкости и теплопроводности и рассматривать движущуюся жидкость как идеальную. [c.366]

Теплоотдача жидких металлов мало зависит от вязкости (vжидких металлов отпадает. Влияние температурных условий достаточно надежно учитывается отнесением физических свойств к средней температуре потока. [c.218]

Наиболее премлёмыми теплоносителями этого типа являются щелочные и тяжелые металлы и их сплавы. Физические свойства жидких металлов существенно отличаются от свойств обычных теплоносителей— воды, масла и др. У металлов больше удельный вес и коэффициент теплопроводности значение же теплоемкости ниже, особенно мало значение числа Прандтля (Рг0,005- 0,05). Низкие значения числа Рг объясняются более высоким коэффициентом теплопроводности например, при температурах 100—700 °С коэффициент теплопроводности иатрия Я 86-7-59 Вт/(м-К) для калия Я, 46ч-28 Вт/(м-К). [c.242]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...