Теплопроводность - теплоноситель
Cтраница 2
Структура критерия Nu совпадает с критерием Bi ( см. задачу о нестационарной теплопроводности), но существенное отличие Nu от Bi в том, что коэффициент теплопроводности в критерии Нуссельта - это теплопроводность теплоносителя, а не теплопроводность твердого тела, как в критерии Био. [16]
Если удельная теплоемкость и теплопроводность теплоносителя обычно мало изменяются с изменением температуры, то вязкость, особенно жидкости, изменяется довольно заметно. С изменением вязкости по толщине пограничного слоя меняется и распределение скорости, как это показано на качественной картине распределения скорости, приведенной на рис. 3.15. Так как вязкость жидкости обычно уменьшается с температурой, то при нагревании жидкости пограничный слой утончается по сравнению со случаем изотермического течения, а коэффициент теплоотдачи увеличивается. [17]
Обычно гораздо важнее подобие плотности, вязкости и теплопроводности теплоносителей, чем сходство условий работы теплообменников. [18]
Критерий Нуссельта определяется теми же величинами, что и критерий Био, но в критерии Nu берется теплопроводность теплоносителя, а в критерии Bi - теплопроводность твердого тела. [19]
 |
Изменение температур теплоносителей по длине теплообменника. [20] |
В процессе начального диалога с ЭВМ определяются также следующие величины: тепловая производительность теплообменника Q, Вт, и температура t 2, C, теплоносите-ля-2 при выходе из кольцевого канала ( из уравнения теплового баланса); ( Мср. Дж / ( кг - С); рь р2 - плотности теплоносителей, кг / м3; Ai, Kz - теплопроводность теплоносителей, Вт / ( м - С); Ргь Рг2 - числа Прандтля теплоносителей. [21]
Относительно невысокий уровень теплообмена при смывании пучков газовым теплоносителем заставляет искать методы интенсификации теплообмена. Из выражения aNu ( Ъ / d) следует, что при прочих равных условиях коэффициент теплоотдачи а прямо-пропорционален коэффициенту теплопроводности теплоносителя, который для воды в 100 раз больше, чем для воздуха. Таким образом, капли воды, взаимодействуя с поверхностью труб пучка, должны существенно повысить теплоотдачу. При смывании труб капли воды образуют на поверхности труб жидкостный пограничный слой, структура и характеристики которого определяют интенсивность теплообмена. Из этих соображений естественно следует простая схема теплообменного устройства. Большая поверхность нагрева ( вследствие мелкого диаметра капель) и непосредственный контакт с газом обусловливают интенсивный нагрев капель промежуточного теплоносителя. Попадая на поверхность нагрева ( в виде пучка), капли образуют непрерывно обновляемый пограничный слой, который благодаря своей высокой теплопроводности интенсивно отдает тепло поверхности нагрева. [22]
 |
Физическая модель процесса теплопереноса при течении однофазного охладителя в канале с пористым заполнителем. [23] |
Физическая модель процесса приведена на рис. 5.1. Канал постоянного поперечного сечения ( плоский - шириной 5 или круглый - диаметром б), по которому движется поток однофазного теплоносителя, заполнен пористым высокотеплопроводным материалом. Подвод теплоты происходит с внешней стороны пористого элемента. Проницаемая матрица имеет совершенные тепловой и механический контакты со стенками, является изотропной с одинаковым по всем направлениям коэффициентом теплопроводности X. Теплопроводность теплоносителя Хт мала по сравнению с X ( что определяется самой сутью метода), а его теплофизические свойства постоянны. Поэтому при входе теплоносителя в пористый материал устанавливается плоский однородный профиль скорости, который в дальнейшем сохраняется неизменным, а удельный массовый расход по поперечному сечению канала остается постоянным G const. На входе в матрицу температура потока t0 постоянна и отсутствует тепловое воздействие на набегающий теплоноситель вследствие его пренебрежимо малой теплопроводности. Интенсивность Av объемного внутрипорового теплообмена велика, но все-таки имеет конечное значение, поэтому начиная с определенного уровня подводимого к стенке канала внешнего теплового потока разность Т - t температур пористого материала и теплоносителя становится заметной и постепенно возрастает. [24]
К числу факторов, определяющих в каждом случае выбор теплоносителя, относятся: требуемая рабочая температура, плотность, вязкость, удельная теплоемкость и коэффициент теплопроводности. Верхний предел рабочей температуры ограничен началом разложения теплоносителя, а нижний предел - его вязкостью, возрастающей с понижением температуры и практически неприемлемой при кинематической вязкости выше 4 КГ4 м2 / с из-за большого расхода энергии на циркуляцию. С увеличением удельной объемной теплоемкости ( рс) теплоносителя уменьшается его расход, необходимый для переноса требуемого количества тепла при заданном перепаде температур, и, следовательно, расход энергии на его циркуляцию. Напомним также, что с уменьшением вязкости и увеличением теплопроводности теплоносителя возрастает его коэффициент теплоотдачи. Легко видеть, что наиболее выгодным является тот теплоноситель, который обеспечивает перенос требуемого количества тепла при минимальном расходе энергии, наибольшем коэффициенте теплоотдачи и наименьшем термическом разложении. [25]
Теплоотдача от поверхности к теплоносителю при ламинарном режиме течения осуществляется обычной теплопроводностью. Следовательно, тепловой поток зависит от градиента температуры в радиальном направлении вблизи нагретой стенки. Этот температурный градиент зависит не только от распределения скорости и теплопроводности теплоносителя, но также и от степени его нагрева при прохождении через канал вплоть до рассматриваемой точки. Для таких основных конфигураций, как круглые и прямоугольные каналы, получены аналитические выражения, которые, однако, обычно нельзя решить в явном виде относительно коэффициента теплоотдачи. [26]
Страницы: 1 2