Оглавление:
Свободное движение в замкнутом пространстве
- Особый интерес в технических приложениях представляют случаи теплопередачи через вертикальные или горизонтальные щели, а также кольцевые зазоры. Это включает в себя i. Теплоизоляционные свойства воздушных слоев и проблемы теплообмена пористых тел. Особенностью всех этих случаев является то, что толщина пограничного слоя уже уравновешивается размерами пространства, в результате чего процесс формирования потока часто осуществляется под очень сильным влиянием формы стенок. Горизонтальный slit. In в случае теплового потока, направленного снизу вверх, неустойчивая стратификация сначала возникает из-за того, что более легкая нагретая жидкость находится под более тяжелой, более холодной жидкостью.
Рэлей установил, что это неустойчивое состояние должно нарушать постоянное значение Гре ПГ. При превышении этого значения начинается конвективное движение, и ширина щели S служит определяющим размером для числа стекол Gr.
По этой теории радиация представляет собой комбинацию электрических и магнитных волн, а величины поглощательной и отражательной способностей вычисляются путем применения законов отражения таких волн на поверхности раздела веществ, которые различаются по своим электрическим свойствам. Людмила Фирмаль
Jeffreys и Lowe рассчитали это граничное значение GrtPr и нашли его равным 1700 для промежутков с границами с обеих сторон, но для промежутков, которые открывались сверху, мы получили значение 1108.It было достаточно подтверждено оптическими наблюдениями на поверхности воды, что соответствует горизонтальному желобу Шмидта и Сондерса 4-6. Конвекция, которая возникает после прохождения граничного значения, является первым GrePr, образующим регулярные гексагональные ячейки в fluid. In в центральной части этих ячеек жидкость поднимается и стекает вниз по краям.
Этот тип регулярной ячейки характерен для ламинарной области, но развитие турбулентности приводит к появлению неустойчивой и неравномерной формы границы раздела между восходящим и нисходящим потоками. Для расчета конвективного переноса тепла через слой жидкости можно рекомендовать использование кажущейся эквивалентной теплопроводности Л. Это определяется следующим уравнением для плоского слоя Двести пятьдесят е. −2. Итак, X-коэффициент теплопроводности твердого тела, проходящего через тепловой поток той же плотности, что и поток, проходящий через слой жидкости. Под действием разности температур О условия ванны 8, конвективного переноса b и 2-температура границы слоя.
Соотношение Х, Х в данном случае характеризует увеличение интенсивности теплообмена под влиянием конвекции, если Х-истинный коэффициент теплопроводности жидкости. Мэл и лиар изучали теплообмен через горизонтальные шлемы, наполненные воздухом, а Шмидт и Сондерс-через шлемы, наполненные водой. Последний установил турбулентный старт в воде Pr 45,000 GrtPr 7.1. Рига 121.Теплопередача осуществляется через горизонтальную щель, нагретую снизу и заполненную воздухом или водой.
Турбулентное движение при 160 000. — .ОЗ Духа, пр-0.72 Oeod. Пр-7.1. Значение было определено очень четко. Изменение кривой, зависящее от GrPr X X x, указывает на то, что она не совпадает в воздухе и воде. Поэтому, поскольку упражнение не считается ползучим, GrPr здесь не является характеристической независимой переменной. Применяя те же рассуждения к рассматриваемому случаю, которые привели к уравнению 245, мы получаем приблизительное соответствие воздух-вода line. To для этого нужно прожить 1,65 фиг. 121.Для турбулентной области, уравнение 251. Действует на QrPr1, w 160000.Начало турбулентности в экспериментах с воздухом не ясно expressed.
В ламинарный поток Поскольку рассеяние экспериментальных данных очень велико, попытки дать обобщенное уравнение должны быть оставлены. Определенно. Для слоистой области, показатель степени Т 1.65 слишком высока. Значение m в уравнении 251 выше, чем значение уравнения 246.Это можно объяснить тем, что в случае горизонтальных щелей вся сердцевина потока находится в турбулентном состоянии, в отличие от случая вертикальных стенок, где значительная часть поверхности окружена ламинарным пограничным слоем. Для окончательного решения диапазон числа прантола 0.72 Pr 7.1, который в настоящее время изучается, слишком мал.
Критическое значение численного значения 0gPr, 35 на основе 160,000, из уравнения 251, найденного в эксперименте с водой, получает критическое значение 275,000 из числа стеклянных частиц воздуха Gr. Использование уравнений 0,2 гр. 252. Чтобы увидеть предел числа GrsPr 1700, соответствующий началу конвекции, точность экспериментов, проведенных в этой области, недостаточна. Но, с другой стороны, это значение надежно подтверждается оптическими наблюдениями. Поэтому во всех случаях необходимо использовать k x 1 для GrsPr 1700 и постепенно переходить к уравнению 252. Все физические константы в формулах 251 и 252 должны быть связаны со средней температурой зазора m 8i4-9 2j. Вертикальный зазор.
Из работы, описанной в предыдущем разделе, видно, что в случае горизонтальных щелей не удалось установить влияние прямых размеров стенки. В этих условиях такого эффекта ожидать нельзя, так как конвекция развивается в небольших изолированных zones. In напротив, в случае вертикальных щелей конвективное движение распространяется вдоль всей стенки. Поэтому формирование пограничного слоя должно зависеть как от ширины щели 3, так и от ее высоты L.
Мэл и Лауэр провели эксперименты по изучению теплопередачи через воздух в вертикальной щели. См. сноски на стр. 363.Согласно расчетам Якоба, для диапазона исследуемых значений A 8 11-42 получены следующие уравнения. Для 2000 Gr, 20,000 0.18 Grj 4 253. 20,000 гр 200,000 Поправочный коэффициент l 8 не может быть механически оценен за пределами обследования value. In в частности, для Л8-0, то есть для очень широких вертикальных щелей, уравнения 253 и 254 должны быть преобразованы в односторонние обтекаемые вертикальные пластины. Некоторые основания для оценки максимально возможного значения ширины оболочки 8 приведены в уравнении 243, определяющем толщину ламинарного пограничного слоя.
- Это уравнение показывает толщину пограничного слоя от 8 до 1. Для Grs 2000 отношение X к X приближается 1.In известное приближение, для вертикальных щелей, граничное значение Gr8Pr 1700 также может быть принято, но строго оно подтверждается только для горизонтальных щелей, которые нагреваются снизу. Невозможно непосредственно распространить уравнения 253 и 254 на жидкость с другим числом Прандтля, чем у воздуха. Это видно из сравнения с результатами уравнения 251, полученными в горизонтальной щели.
Эксперимент на эту тему неизвестен. Кольцевой зазор. Свободное перемещение в оболочке в виде кольца особенно важно для решения задачи изоляции трубопроводов с помощью воздушного зазора 1.Таким образом, проблема теплообмена в кольцевых зазорах была предметом многих экспериментальных исследований. Естественно ожидать, что роль независимой переменной в этом случае должно играть отношение диаметра кольца da и dt, разделяющего слои. Kraussold 2, на основе Nu и Gr, смог доказать, что он может быть удален, если ширина кольца 8 rfa-rf 2 введена, как и раньше.
Теперь коротко рассмотрим данные об излучательных свойствах твердых тел и жидкостей,- которые можно получить на основе электромагнитной теории. Людмила Фирмаль
А вязкое масло давало следующее уравнение Количество aa di качество определяется автором 6000 пр 10е ото 0.11 случае гр РГ 0.29 255 На 10е ОГ о пр 10е, 40 часов в QR пр О, М. двести пятьдесят шесть Здесь X, который является кажущимся коэффициентом теплопроводности, определяется из уравнения теплопроводности, как и в предыдущем уравнении 250. npOBOAHOCTI Для зазора кольца 2kX,, -, ЛН да Д4 Двести пятьдесят семь Область исследования охватывала фигуры кольца шириной 0,25-285 мм, ПГ 0,7-4000.
Хотя, используя формулы 255 и 256, это было возможно Иногда встречаются большие рассеяния, и результаты других экспериментов автора 1 по вертикальным и горизонтальным щелям, то есть каналам, которые уже не геометрически похожи на кольцевой зазор на рисунке 1, также представлены почти. 122.
Конвективное движение в кольцевом зазоре закончилось в Gr, Pr 2000.Таким образом, значение GrtPr 1700, полученное для горизонтального зазора, можно грубо рассматривать следующим образом Универсальный нижний предел для конвекции в замкнутых пространствах Заметим, что вопрос еще не ясен, что при применении такой формулы, как уравнение 245, индексы уравнений 255 и 256 могут принимать нормальные значения 1 4 и Chr. Для сферического сосуда вы можете следовать за Шмидтом и взять уравнение приближения NuB 0.65 GrpPr 7, 258 Здесь критерием определения размера является диаметр шарика D. Изоляция из пористых материалов.
Способность адиабатических пористых материалов обусловлена тем, что газ, заполняющий поры, не проводит конвективного движения вообще или очень сильно little. As вы знаете, для тепловой защиты действительно используется низкая теплопроводность газов. Однако, согласно тому, что мы только что описали, значение Og4 Prnaa 1700 можно считать нижним пределом возникновения конвекции. Здесь o-характерный размер отдельных пор. Поэтому интересно установить зависимость продукта Gr8Pr от внешних факторов conditions. By определение см. в выражениях 46 и 47. п МОТ 2. M P 2 D G X 259.
Здесь DO-это разность температур между 2 боковыми стенками поры с легким размером 8.Согласно кинетической теории газов, вы можете положить t LRL и XcoT L. время составляет 1 G, а удельная теплоемкость cp считается независимой от давления и температуры. Равновесие газа дает F pMlRT. Где p-давление газа, M-его молекулярная масса, а R-универсальная газовая постоянная. Отсюда вы можете получить следующий процент ГРТ РГ л 260. Из этой зависимости видно, что адиабатические вещества в устьицах, которые не обнаруживают конвекцию при высоких температурах, становятся более надежными при более высоких температурах из-за влияния термина высокотемпературного знаменателя do преобладающего.
Напротив, например, в небольшом Т завода по сжижению газа может возникнуть необходимость отказаться от изоляции, используемой для большого т. Сильное влияние давления газа во время конвекции, которое отражено в индексе PG молекулы Формулы 260, необходимо для футеровки сосуда под давлением. Измерение теплопроводности легкого шамота в водороде, цепляясь показало, что для грубого пористого кирпича при давлении 750 атмосфер наблюдается значительное увеличение теплопроводности за счет конвекции на Рис.1.
Здесь уменьшение теплопроводности при дальнейшем увеличении разности температур, вызванной всем изолирующим слоем, можно объяснить тем, что значение члена T в знаменателе уравнения 260 становится очень важным, так как средняя температура Tm также увеличивается с D. Здесь явление конвекции, которое рассматривается в порах адиабатического материала, следует отличать от движения воздуха через всю изоляцию 2.Этот вид движения особенно подвержен в случае вещества с прилегающим волокнистым пространством. Для их характеристики необходимо ввести модифицированное число стеклохофа. Это включает в себя увеличение сопротивления давлению воды волокнистого материала.
Экспериментальный материал по этому вопросу пока очень ограничен. Тепловая конвекция жидкости в пористой песчаной засыпке была исследована Роджерсом и его товарищами. Вместо критического числа Огпр в качестве критерия внешнего вида Вот формула 259а Где dx2-коэффициент фильтрации песчаного грунта, определяемый по формуле w-kl. dpldpldy-это удельное падение давления в сечении dy в направлении скорости dy. Значение формулы 259 8 представляет толщину слоя, нагретого снизу, константы p и v относятся к жидкости, а теплопроводность a относится к пористому слою, пропитанному жидкостью. Экспериментальная проверка уравнения 259а затруднена из-за изменения вязкости жидкости из-за температуры.
Поэтому теоретические расчеты требуют дальнейшего уточнения. Естественная конвекция в важном area. At критическая точка, как коэффициент расширения жидкости p, так и удельная теплоемкость cf увеличиваются бесконечно. При этих условиях, согласно уравнению 259, очень большое значение имеет число OpPr, и, следовательно, E. Schmidt et al. Значения X и X, полученные в этих экспериментах, были около 100.Этот эффект используется для водяного охлаждения лопаток газовой турбины.
Смотрите также:
| Свободное движение в случае турбулентного пограничного слоя | Расчетные формулы для свободной конвекции |
| Свободная конвекция над горизонтальной плоскостью | Теплоотдача при конденсации |
