Теплоотдача при подводе инородного газа в пограничный слой

Теплоотдача при подводе инородного газа в пограничный слой

• В пористой системе охлаждения газоохладитель продувается через пористую стенку и выходит на очищенную поверхность потоком горячего газа (рис.12.6). Боковое течение охладителя на поверхности контакта стенки с горячим газом изменяет условия течения пограничного слоя. Утечка хладагента из пор, дизель снижает скорость Возле стены нет горячего газа. Кроме того, расход газа в пограничном слое увеличивается за счет добавления охладителей. Таким образом, толщина динамического пограничного слоя увеличивается (рис.12.7, а) по мере уменьшения градиента скорости вблизи стенки напряжение трения уменьшается.

Подача постороннего газа на теплообменную поверхность приводит к снижению устойчивости ламинарного слоя, поэтому переход к турбулентному пограничному слою происходит при меньшем значении числа Ge. При подключении охладителя к теплообменной поверхности толщина теплового пограничного слоя также увеличивается, и температурное поле принимает вид, показанный на рисунке. 12.7, б. Диффузия и конвекция охладителя направлены в противоположном направлении к тепловому потоку, что снижает прочность теплообмена между горячим газом и стенкой.

Однако коэффициент теплообмена можно определять по средней интегральной температуре 1В и в уравнении (8-12) применять среднее значение скорости ит. Людмила Фирмаль

Изменение скорости теплопередачи при введении гетерогенного газа в пограничный слой зависит от плотности потока массы этого газа кг!( » ?* сек}!。По мере увеличения плотности потока массы Коэффициент теплопередачи охладителя уменьшается. Явление теплообмена при введении гетерогенных газов в пограничный слой описывается системой дифференциальных уравнений, включающей уравнения движения, непрерывности, теплопередачи, энергии, а также уравнение массопереноса. а) 5] Охарактеризованы также граничные условия этой задачи. Когда газ впрыскивается в пограничный слой, скорость (перпендикулярная стенке) отличается от zero.

Равна расчетной скорости теплоносителя, равной в предположении, что массовый расход охлажденного газа на поверхности теплообмена распределен равномерно. Анализ системы дифференциальных уравнений и граничных условий методом теории подобия позволяет сделать вывод, что в случае вынужденного движения газа влияние бокового течения вещества отражается в уравнении подобия следующим безразмерным комплексом. К =- Вот размер, который я решаю. t₀ и t, молекулярный вес охлаждая газа и высокотемпературного газа. «, А также-охладитель и теплоемкость высокотемпературных газов. Простые t / T и cf, 1 cp отражают разницу в характеристиках основного потока газа и впрыскиваемого потока газа.

Учитывая, что теплоемкость газа зависит от молекулярной массы, при обобщении экспериментальных данных по теплопередаче пар различных компонентов можно использовать только первый симплекс этих симплексов. Для ламинарных пограничных слоев числа K / Kke часто используются вместо чисел K. С И затем… В случае турбулентного пограничного слоя, вместо числа k、 К / Ке б ’ = ^ = ^ р-(12A7） В дополнение к> используются числа B0 и B. 

Они часто называются Коэффициент проницаемости Б » =- е ^-^; б = -Yy2—(12.18） ПВ> 51°Р 51 Число 81 содержит коэффициент теплопередачи при инжекции газа в пограничный слой, а число 81 ″ содержит коэффициент теплопередачи без инжекции」 Количественная зависимость коэффициента теплопередачи при закачке газа из теплообменной плоскости во многом зависит от структуры пограничного слоя и характеристик течения закачиваемого газа и основного газового потока. В ламинарном пограничном слое коэффициент теплопередачи при условии подачи постороннего газа на поверхность теплопередачи может быть рассчитан по формулам, полученным теоретически и экспериментально.

Аналитические решения получены на основе теории пограничного слоя. Что касается теплопередачи проницаемых пластин, то выполняются условия/ = sope1 [опорное уравнение (12.16)].В этом случае показано, что распределение массового расхода по поверхности пропорционально изменению теплового потока вблизи непроницаемой стенки. Из аналогии с непроницаемой плоской пластиной видно, что коэффициент теплопередачи (или плотность теплового потока) уменьшается пропорционально 1 /] / x вдоль пластины. Если массовая плотность потока охладителя уменьшается пропорционально 1 /чел., то при постоянной температуре стенки величина, определяемая по формуле (12.16)/, будет одинаковой для всей поверхности. 

Аналитическое решение условия (12.19), в котором свойства горячего газа и охладителя идентичны, позволило получить следующее уравнение: Для локального коэффициента теплопередачи, который определяется по формуле(10.23), когда горячий газ течет вдоль пластины и конуса, формула (12.21)） Bish= / 3 st (■B / a. u,, ⁸Рг//⁸, (12.22） Где а-коэффициент скорости газа. Зависимость spl и cm от / по данным Эккерта и Лайвенгида показана на рисунке. 12.8.Значение/в этих случаях вычисляется по формуле. В РОТСО. I_uz RORO PL’ne New 4 P».У5 ^’ Где p = — y; и » p-критический расход. У меня есть характерный размер.

• Для закругленных концов в качестве характерного размера следует выбрать половину толщины кромки. Для сферического или цилиндрического округления характерным размером является расстояние от критической точки до точки = 45°(рис.10.4). Обработав экспериментальные данные по теплопередаче плоской пластины при условии подачи постороннего газа в ламинарный пограничный слой, полученные с помощью различных газоохладителей, удалось получить следующую зависимость между коэффициентом теплопередачи непроницаемой ступени и продувкой охладителя а Один- (12.23） Где ta и tn-молекулярная масса охладителя и воздуха.

Количество p₀ зависит от температуры стенки, а количество p V V, содержащихся в Ge, зависит от эффективной температуры. Обобщены результаты численных расчетов теплообмена вблизи предкритической точки при инжекции газов различных свойств в воздух и азот、 ^ — =Я -, 2⁶ехр10.2303(о, зво-0.45) / — (12.24） Где t-молекулярная масса основного газа. Теоретические исследования теплообмена при инжекции газа в турбулентный пограничный слой проводились в предположении, что инжекция влияет только на свойства ламинарного подслоя, либо с учетом изменений, происходящих по всей границе layer.

Так как весь расчет дает лишь первое приближение, то нет необходимости повторять его для нахождения нового значения а. Людмила Фирмаль

В последнем случае параметры турбулентной части пограничного слоя оцениваются с использованием полуэмпирической теории турбулентности и допущений о логарифмических или степенных профилях скоростей. В. Д. На основе полуэмпирической праптральной теории и предположения о законе пропорциональности длины перемешивания, хорошо согласующегося с экспериментальными данными, получено решение задачи о рассматриваемой пластине, в которой природа основного газа и закачиваемого газа является same.

Подгоняя результаты этого решения, мы смогли получить следующую формулу: Экспериментальное исследование теплообмена при инжекции воздуха в турбулентный пограничный слой Нам удалось получить следующие выражения различных свойств: B0 = 0-3, 0 и m, mn = 0.24-14.5. = ехр |0.48B₀p-1.575 ЛН + 0.89)]}. (12.26） Здесь»а» характеризует интенсивность теплопередачи при инжекции, принимая во внимание разницу в физических свойствах газа при инжекции и характеристиках основного газа. значение а вычисляется по формуле (12.25) без учета этих различий.

Теоретические и экспериментальные исследования процессов теплообмена при подводе внешнего пограничного слоя Вы можете определить основы Коэффициент теплопередачи. Это положение показано на графике (рис. 12.9), основанном на результатах экспериментального исследования теплообмена на пластине с турбулентным пограничным слоем. Линия / соответствует впрыску гелия в воздух, а линия 2 соответствует воздуху в воздухе.

Высокая эффективность использования светлого газа для уменьшения коэффициента передачи тепла главным образом должна к большой теплоемкости. Влияние инжекции газа на коэффициент теплопередачи зависит от структуры границы layer. In в случае ламинарного пограничного слоя интенсивность теплопередачи ниже, чем в турбулентном пограничном слое за счет инжекции. Вышеуказанное количественное соотношение в основном связано с теплопередачей во время безнапорного обтекания plate. In в случае ламинарного пограничного слоя градиент давления оказывает существенное влияние на скорость теплопередачи при инжекции.

Отрицательный градиент давления при прочих равных условиях увеличивает тепловой поток к стенке, а положительный наклон уменьшает теплопередачу intensity. In в турбулентном пограничном слое влияние градиента давления на коэффициент теплопередачи невелико и может не учитываться при расчете. — Икс Влияние числа М на теплообмен при инжекции в турбулентный пограничный слой изучено не полностью. Экспериментальные исследования по этому вопросу показали слабое влияние числа М на скорость теплопередачи в рассматриваемых условиях или полное отсутствие этого влияния.

В зависимости от условий теплопередачи(скорости горячего газа, возможности протекания химических реакций) тепловой поток к стенке определяется по формуле Ньютона или по формуле (10.20) или (10.22). При введении в пограничный слой посторонних газов коэффициент восстановления температуры уменьшается. На рис. 12.10 показано влияние нагнетаемого воздуха на коэффициент восстановления при его обтекании плоской пластины и ламинарного пограничного слоя.

Смотрите также:

• Решение задач по теплотехнике

Теплоотдача при кипении в условиях движения жидкости по трубам	Радиационные характеристики тел
Теплоотдача при конденсации	Теплообмен излучением между твердыми телами