- •27.Основные соотношения для расчета оребренных поверхностей.
- •7. Стационарный тепловой поток через многослойную плоскую стенку при граничных условиях первого рода (гу-1).
- •3. Критериальные формулы для описания теплообмена при свободной конвекции
- •1.Каковы гипотеза (закон) Фурье и ее физический смысл?
- •11.Расчет величины плотности теплового потока в теле.
- •19.Сжатие газа в компрессорах. Одноступ-ый поршневой компрессор.
- •8. Стационарный тепловой поток через многослойный полый цилиндр при граничных условиях первого рода (гу-1).
- •7. Стационарный тепловой поток через многослойную плоскую стенку при граничных условиях первого рода (гу-1).
- •6. Критериальные формулы для описания интенсивности теплообмена при обтекании пластины.
- •5. Стационарный тепловой поток через однослойную плоскую стенку при граничные условия первого рода (гу-1).
- •6. Критериальные формулы для описания интенсивности теплообмена при обтекании пластины.
- •10.Конвективный теплообмен при турбулентном режиме течения в канале.
27.Основные соотношения для расчета оребренных поверхностей.
Рассмотрим случай охлаждения какого-либо тела. Тепловой поток Q, отводимый омывающей средой от его поверхности, равен Q = F( – Tf,0) ,
где - коэффициент теплоотдачи, осредненный по всей теплообменной поверхности; F – величина теплообменной поверхности; Tw и Tf,0 – среднеинтегральная температура поверхности и температура омывающей среды на удалении от нее.
Часто складывается такая обстановка, что необходим отвод значительного теплового потока Q при отсутствии реальной возможности изменить температурные уровни теплообменной поверхности и омывающей ее жидкости Tf,0 . В этом случае появляются два пути для решения указанной задачи:
Увеличение площади теплообменной поверхности F.
Увеличение коэффициента теплоотдачи , что сопряжено с ростом энергетических затрат на изменение гидродинамической обстановки со стороны движущейся среды (увеличение скорости потока, повышение уровня его турбулентности и т.п.).
Тепловой поток Q, отводимый от оребренной поверхности потоком жидкости (газа):
Q = ( – Tf,0)Fор ,
где и Tf,0 - среднеинтегральная температура оребренной поверхности и темп - ра омывающей среды; - среднеинтегральное зн-е коэффициента теплоотдачи; Fор - величина наружной оребренной поверхности.
Т.к. сложно определить вел-ну , то на практике пользуются формулой:
Q = (TWH – Tf,0)FорEH
Величина EH =( - Tf,0 )/( TWH – Tf,0) представляет собой коэффициент эффективности всей оребренной поверхности (ребер и несущей их поверхности), показывающей, во сколько раз применение оребрения снижает температурный напор между несущей поверхностью и омывающей её средой. Коэффициент эффективности оребренной поверхности находим по формуле: EH = EР + (1 - EР)/ , в которой =Fор /FН - степень оребрения, равная отношению площади всей оребренной поверхности Fор и площади несущей поверхности без ребер FН ; EР – коэффициент эффективности (КПД ребра):
EР =( - Tf,0 )/( TWH – Tf,0)
и показывающий, во сколько раз меньше температурный напор - Tf,0 между ребром, среднеинтегральная температура которого , и омывающей его средой, по сравнению с температурным напором TWH – Tf,0 между несущей поверхностью и этой средой.
оребрение несущих поверхностей целесообразно проводить со стороны газообразных сред, т.к. коэффициенты теплоотдачи от стенки малы именно для газов из-за небольшой у них молекулярной теплопроводности.
На практике высота ребра, его материал и профиль поперечного сечения выбираются как из теплотехнических соображений, так и из соображений минимального габарита, веса, стоимости металла и др.
3. Р-V и Т-S диагр-мы и их св-ва.
а) dq = Tds, где Tне равен 0;dq > 0, ds > 0
По з-ку ds можно узнать подводится или отводится тепло
б) Пл-дь а12ба dq, с кот. сис-ма обменивается с О.С.
в) В P-V показ-ся только работа
В T-S показ-ся только теплота
С = dq/dT =T ds/dT
С = dq/dT =T ds/dT = 1 T/tg α = aв
Теплоноситель в локальной ф-ме пр-са T-S показ-ой ав
18. Кризис кипения в сосуде – механизм явления,интенсивность теплообмена.
У величение значения при развитом пузырьковом режиме кипения, при увеличении qw, сохраняется лишь до критического значения плотности теплового потока в стенку qw кр, соответствующего критической величине перегрева жидкостиTкр. При qw кр (при Ткр) число центров парообразования на обогреваемой поверхности столь велико, что пузырьки зарождаются буквально в каждой точке на ней. Поэтому они сливаются между собой, образуют паровую пелену, отделяющую кипящую жидкость от обогреваемой поверхности, и наступает так называемое пленочное кипение жидкости. При этом резко ухудшается теплообмен, так как тепло начинает передаваться жидкости, отделенной от обогреваемой поверхности, в основном, механизмом теплопроводности через паровую пелену, у которой велико термическое сопротивление. Это может иметь своим следствием перегрев металла, потерю им прочностных свойств и разрушение конструкции аппарата, в котором осуществлялся процесс кипения. Его разгерметизация приводит к возникновению объемного режима кипения, а значит, к катастрофе. Явление возникновения паровой пелены и связанного с ним резкого ухудшения теплоотдачи называется кризисом кипения первого рода.
Критическая плотность теплового потока qw кр при кипении чистых неметаллических жидкостей Может быть определена по формуле
в которой r - скрытая теплота парообразования, отнесенная к единице массы.
Следует иметь в виду, что если имеется опасность возникновения кризиса кипения первого рода, то объем жидкости в технологической системе (например, в паровом котле) должен быть мал.
Изменение интенсивности теплообмена при кипении жидкости в сосуде графически интерпретировано с помощью модифицированной и упрощенной диаграммы Нукйяма (1934 г.) на рис 3.4.
На ней обозначены: ОА -- режим теплообмена с преобладанием свободной конвекции жидкости; АВ - теплообмен в режиме развитого пузырькового кипения; ВС - кризис кипения первого рода; CD – передача тепла механизмом теплопроводности через паровую пелену (пленочное кипение).