Виды теплообмена

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие

Обозначения

1 Стационарная задача теплопроводности

1.1 Общее понятие термического сопротивления

1.2 Прямоугольные координаты

1.3 Цилиндрические координаты

1.4 Сферические координаты

1.5 Суммарный коэффициент теплопередачи

2 Вынужденный конвективный теплообмен

2.1 Плоская стенка

2.2 Одиночный цилиндр и сфера

2.3 Расчёт теплофизических характеристик смеси газов

2.4 Теплообмен при фазовых превращениях

3 Теплообмен излучением и сложный теплообмен

3.1 Радиационные свойства газов

3.2 Сложный теплообмен

3.3 Указания к выполнению курсовой работы

Выводы.

Рекомендуемая литература

ВВЕДЕНИЕ

В условиях интенсификации технологических процессов, разработки и освоения новой техники существенное значение получают мероприятия направленные на обеспечение функциональной способности конструктивных элементов, работающих в области высоких температур и интенсивных тепловых нагрузок. Конструктивные элементы, работающие в таких условиях, требуют, как правило, эффективных средств тепловой защиты. Одной из наиболее эффективных систем тепловой защиты является испарительное охлаждение защищаемых элементов. Повышение эффективности испарительного охлаждения по сравнению с чисто конвективным связано с фазовым превращением охлаждающей среды в охлаждающем контуре, которое идёт с большим поглощением тепла и практически при постоянной температуре, близкой к температуре насыщения. Расчёт параметров испарительного охлаждения конструктивных элементов связан с целым комплексов расчётов, включающих:

расчёт состава атмосферы в рабочем пространстве агрегата;

расчёт теплофизических и радиационно-оптических характеристик атмосферы;

расчёт характеристик радиационно-конвективного теплообмена охлаждаемого элемента;

расчёт теплопередачи через рабочие поверхности охлаждаемого элемента;

определение режима фазового перехода при испарительном охлаждении.

Решение такой комплексной задачи осложняется нелинейностью её постановки: "внутренней" и "внешней". Внутренняя нелинейность постановки определяется зависимостью теплофизических характеристик материала конструктивных элементов от температуры. "Внешняя" – наличием в качестве составляющего – радиационного теплообмена. Нелинейные постановки задач характерны выражением искомых функций в неявном виде, поэтому решение таких задач связано, как правило, с организацией некоторого итерационного процесса, позволяющего найти приближенное решение с заданной точностью. Рассмотрим основные теоретические положения, связанные с расчётом испарительного охлаждения конструктивных элементов, находящихся в условиях радиационно – конвективного теплообмена.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

а – поглощательная способность;

а – коэффициент температуропроводности, м² /с;

А, S – площадь (поперечного сечения поверхности), м² ;

С_р – удельная теплоёмкость при постоянном давлении, Дж/(кг^. К);

D – диаметр, м;

d– коэффициент диффузии, м² /с;

Е – плотность потока собственного излучения, Вт/м² ;

g – ускорение свободного падения, м/с² ;

a – коэффициент конвективной теплоотдачи, Вт/(м^2. К);

J – интенсивность излучения,

s_о – постоянная Больцмана, Вт/(м^2. К⁴ );

l – коэффициент теплопроводности, Вт/(м^. К);

L, l – длина, линейный размер, м;

m – масса, кг;

– плотность потока массы, кг/(м^2. с);

– массовый расход, кг/с;

М – молекулярный вес,

m – коэффициент динамической вязкости, кг/(м^. с);

n – коэффициент кинематической вязкости, м² /с;

Р – периметр, м;

р – удельное давление (давление), Н/м² ;

Q – количество тепла, Дж;

– тепловой поток, Дж/с;

q – плотность теплового потока, Вт/м² ;

q_v – объёмное тепловыделение (объёмный источник тепла), Вт/м³ ;

r – радиус, м;

R – газовая постоянная,

R₀ – универсальная постоянная,

R – термическое сопротивление, К/Вт;

S – формфактор теплопроводности,

t – время, с;

t, T – температура, ⁰ С, К;

в – толщина, м;

w – скорость, м/с;

к – коэффициент теплопередачи, Вт/(м^2. К);

u – удельный объём, м³ /кг;

V – объём, м³ ;

x, y, z

r, j, z координаты в декартовой, цилиндрической и сферической системах, м;

r, j, q

b - термический коэффициент объёмного расширения, 1/К;

e - излучательная способность (степень черноты); r - плотность, кг/м³ .

1. СТАЦИОНАРНАЯ ЗАДАЧА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

Применим уравнение теплопроводности для решения задач, в которых температура зависит только от одной линейной координаты. Примем, что в прямоугольной системе координат температура будет зависеть только от x, а в цилиндрической и сферической системах координат—только от радиуса. Предполага

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать