Оглавление:
Теплоотдача в жидких металлах
- В качестве теплоносителей помимо капель газов и жидкостей используются жидкие (расплавленные) металлы, такие как ртуть, натрий, калий, литий, висмут, галлий и свинец. Преимущества этих хладагентов-высокая теплопроводность, низкая вязкость и высокая температура кипения. Коррозионное воздействие на материал стенки движущегося канала незначительно.
Должный к высокой термальной проводимости, жидкостный металл может извлечь жару от нагревающей поверхности очень intensively. It смогите быть использовано на high-temperature (700-80°C) и на низком давлении в тоже время. Потери давления при движении жидкого металла в канале находятся в допустимых пределах. Многие из них имеют низкую температуру плавления (в случае натрия, например,/ PL-97,5°C), что позволяет перейти в жидкое состояние без особых трудностей.
Существование термического уравнения состояния вытекает из закона транзитивности термического равновесия, однако сама термодинамика ничего не говорит относительно вида функциональной зависимости между входящими в это уравнение переменными, за исключением того, что уравнение состояния должно удовлетворять определённым условиям устойчивости. Людмила Фирмаль
Все эти свойства делают его очень перспективным хладагентом. Использование жидкого металла в тепловых электростанциях при определенных условиях позволяет повысить его эффективность. Жидкий металл отвечает ряду требований к теплоносителю высокотемпературных реакторов. Однако помимо несомненных преимуществ жидких металлов, по сравнению, например, с водой, есть и существенные недостатки, поскольку они становятся радиоактивными при использовании в высокотемпературных ядерных реакторах.
Такая ситуация осложняет техническое обслуживание атомных электростанций. Жидкий металл имеет очевидные преимущества перед другими теплоносителями при охлаждении теплонапряженных элементов энергетических установок, таких как камеры сгорания и лопатки газовых турбин. Из вышесказанного видно, что изучение теплообмена жидкого металла имеет не только теоретическое, но и большое практическое значение.
- С теоретической точки зрения жидкий металл интересен как жидкость с очень малым PR 1 PR. Тепловой пограничный слой толще динамического. Исследования показали, что закон сопротивления течения жидкого металла в гладкой трубе остается таким же, как и в случае неметаллических жидкостей. Оказалось, что бразильский закон сопротивления (V1I-1I0), полученный на основе экспериментов с неметаллическими жидкостями, применим и к жидким металлам.
Тепловой поток слабо влияет на сопротивление жидкости при протекании жидкого металла. Это связано со слабой степенью зависимости температурного профиля течения от него. Из-за высокой теплопроводности жидкого металла при перемещении в трубе температура стенового слоя не может существенно отличаться от температуры проточного ядра. Поэтому большого (низкого) слоя вязкости вблизи стенки не возникает по сравнению с проточным ядром Из-за искажения профиля скорости тепловой поток не влияет на гидравлическое сопротивление.
Термическое уравнение состояния фотонного газа устанавливает зависимость давления электромагнитного излучения от температуры и не содержит других переменных. Людмила Фирмаль
Все явления могут также происходить в неметаллических жидкостях, и тепловой поток влияет на гидравлическое сопротивление. Тепловыделение в жидкостной подаче металла внутри pipe. In область ламинарного течения кольцевой трубы, если= const, то формула для определения теплопередачи получена аналитически в виде (9J： Ню = 1.61 (Пэ д / ИИ (х-12） Так… ПЭ д / л> 12; Компания NU = 3.66 * (Х-13） Так… ПЭ д / л 12. в турбулентной области при qw = const в результате численного решения дифференциального уравнения, описывающего теплообмен в трубе со стабильным теплопередачей, в рамках полуэмпирической теории турбулентного теплообмена получено следующее уравнение. Nu = 7 + 0.025 Pe’⁸. (Х-14）.
На основе решения интегральной зависимости qw-const и выбранных профилей скоростей течения жидкого металла в трубе. М. Большунский получил следующую формулу: Ну = 7.5-4-0.005 Пе. (Х-15） Если сравнить формулу (X-15) с экспериментальными данными, то можно рекомендовать расчет теплопередачи при qw = const, 300 Pe 10,000 и Re> 10*.Однако приведенная выше формула не учитывает различные примеси, содержащиеся в жидком металле, и в первую очередь влияние их oxides. It было установлено, что при уменьшении содержания примесей в металле теплопередача увеличивается.
Содержание примесей и влияние других факторов на теплопередачу рассматривать нельзя analytically. So, расчетные зависимости получены экспериментально-1101.Они могут быть представлены следующим образом: Ну = 3.4-4-0. 014Pe⁰, ⁸ (X-16） 200 Re 20000; Nu = 5 4-0. 021 Re(X-17） 100 Ре 20,000; Для обоих выражений Re>10⁴. Более подробную информацию о теплопередаче жидких металлов можно найти в специализированной литературе[10].
Смотрите также:
| Теплоотдача при вынужденном движении жидкости в трубах | Теплоотдача при больших скоростях |
| Теплоотдача при поперечном обтекании труб | Дифференциальные уравнения сжимаемого ламинарного пограничного слоя |
