Изменение теплопроводности

где l/d •— отношение длины трубы к ее диаметру — учитывает изменение теплоотдачи по длине трубы, связанное с гидродинамической и тепловой стабилизацией потока на начальном участке.

Представляют большой интэрес теоретические исследования по влиянию температурного фактора для предельного случая, соответствующего очень большим числам Рейнольдса [Л. 5-8]. В них показано, что для дозвукового течения внутри трубы существует предельное решение, хорошо согласующееся с опытными данными ряда работ. Из этого предельного решения следует, что критерий Рейнольдса не очень существенно члияет на изменение теплоотдачи и гидравлического сопротивления с температурным фактором. Это означает, что в потоке газа решающее значение приобретает изменение плотности в зависимости от температуры в турбулентном ядре, а не изменение вязкости и теплопроводности в вязком подслое. Последнее также в определенной мере связано с взаимокомпенсирующим влиянием этих факторов в вязком подслое газа. Действительно, повышение температурь: в вязком подслое у поверхности тела приводит к увеличению толщины вследствие повышения вязкости, но при этом возрастает и теплопроводность. Термическое же сопротивление вязкого подслоя, пропорциональное теплопроводности и обратно пропорциональное толщине, изменяется не так сильно. Аналогичные результаты для предельного случая получаются и при продольном обтекании пластины.

100. Ладиев Р. Я. Изменение теплоотдачи во времени при различных гидродинамических режимах работы выпарного контура с естественной циркуляцией.— В кн.: Теплообмен и гидродинамика в двухфазных средах. Киев, 1967, с. 63—72.

Ш1. Ладиев Р. Я. Изменение теплоотдачи во времени при различных гидродинамических режимах работы выпарного контура в условиях искусственной

В случае теплообмена газа при больших температурных напорах коэффициенты теплоотдачи могут отличаться от вычисленных по уравнениям (8-10) —(8-12) [на газы поправки типа (Ргж/Ргс)п и (лж/Мс)" не распространяются]. Изменение теплоотдачи обычно учитывают введением в правую часть уравнений (8-7)—^(8-9) функции /(®с), где 6С =

При невысокой степени турбулентности набегающего потока теплоотдача первого ряда шахматного пучка составляет примерно 60% теплоотдачи третьего и последующих рядов, теплоотдача второго ряда составляет примерно 70%. В коридорном пучке теплоотдача первого ряда также составляет примерно 60% теплоотдачи третьего и последующих рядов, а теплоотдача второго 90%. Изменение теплоотдачи по рядам приведено на диаграммах рис. 9-9; здесь по вертикали отложены отношения EI среднего коэффициента теплоотдачи произвольного ряда к той же величине для третьего ряда, по горизонтали — номера рядов. Возрастание теплоотдачи по рядам, к"ак указывалось, объясняется дополнительной турбулизацией потока в пучке. Однако если поток,

Поправочный множитель ег- учитывает изменение теплоотдачи в начальных рядах труб. При S2/rf^4 и невысокой степени турбулентности

Формула (9-4) применима лишь в случае, когда поток жидкости перпендикулярен оси (труб пучка (угол атаки -ф=90°). Если \t><90° (рис. 9-10), то изменение теплоотдачи' может быть учтено путем введения в формулу (9-4) поправочного коэффициента ,

Поправка EI учитывает изменение теплоотдачи по длине трубы. При наличии турбулентного пограничного слоя с самого начала трубы и (x/d)<\5 si=l,38f(x/d)°'i2, где х — продольная координата, отсчитываемая от начала трубы. При xjd~^ 15 е;=1.

Приведенный анализ показывает, что теплоотдача труб в пучке, а также изменение теплоотдачи по окружности в основном определяются характером обтекания. При изменении условий смывания меняется и теплоотдача. Последнее обстоятельство с успехом может быть использовано при компоновке пучков.

Рис. 3-40. Типичное изменение теплоотдачи по окружности труб в коридорных (/) и шахматных (2) пучках.

Если газовая смесь бинарная (воздух — гелий) и ее компоненты имеют разные теплопроводности, то, измеряя изменение теплопроводности смеси, можно определить появление пробного

(до 450-500°С), а затем возрастает. При повышении температуры сплавов титана более 20 С теплопроводность возрастает. Изменение теплопроводности с температурой, а также при легировании титана связано с различным вкладом электронной и фононной теплопроводности. При повышенных температурах, а также при увеличении легированное™ титана начинает преобладать фононная доля теплопроводности, чем и объясняется возрастание теплопроводности с температурой.

Принцип работы водородомеров основан на том, что теплопроводность водорода значительно выше теплопроводности воздуха или кислорода, поэтому присутствие водорода, в этих газах заметно превышает их теплопроводность; изменение теплопроводности измеряется с помощью дифференциального детектора термокондук-тометрического типа - катарометра.

Изменение теплопроводности облученной ВеО исследовали Эльстон иКайлат [75], Джилбрет и Симпсон [92], Мак Гилл и Смит [147], Эльстон и Лаббе [77], а также Тобин [203]. Тобин обнаружил уменьшение теплопроводности на 15—40% после облучения быстрыми нейтронами при 570—960° С (2,1-1021 нейтрон/см2). Эльстон и Лаббе, Джилбрет и Симпсон обнаружили большее уменьшение теплопроводности при определенной дозе облучения для образцов большей плотности. Например, интегральный

Тепловые свойства. Теплопроводность графита резко уменьшается при кратковременном облучении при комнатной температуре. При увеличе-чении дозы облучения теплопроводность продолжает уменьшаться, но медленнее, достигая при больших интегральных потоках насыщения [159, 226], как показано на рис. 4.31. Из рисунка видно, что изменение теплопроводности анизотропно, причем в поперечном направлении уменьшение происходит быстрее. Однако некоторыми авторами сообщалось, что изменения примерно одинаковы в обоих направлениях [184]. Кривые на рис. 4.31 позволяют сделать вывод, что более графитизированный материал будет испытывать большие изменения теплопроводности. Это подтверждается и другими экспериментами [3].

Изменение теплопроводности сильно зависит как от температуры облучения, так и температуры измерения после облучения (рис. 4.32 и 4.33). Авторы работы [35] сообщали, что изменение теплопроводности не зависит от температур измерения, если эта температура ненамного превышает температуру облучения. Графит облучали нейтронами с энер-

200°С и с 0 до 30% — при 600° С. Из рис. 4.33 видно, что коэффициент теплопроводности (наклон кривых) изменяется от отрицательной величины для необлученного графита до положительной для графита, облученного потоком 6,4-1020 нейтрон /см2 при 30° С. Сообщалось, что температура облучения оказывает небольшое влияние на порог насыщения теплопроводности в зависимости от дозы облучения [191]. Графит CSF, облученный при 30 и 400° С, имеет этот порог в обоих случаях примерно при 1,9-1021 нейтрон /см2. Абсолютное изменение теплопроводности находилось в согласии с уже обсуждавшимися выше результатами; теплопроводность уменьшается в 40 раз при температуре облучения 30° С и в четыре раза при 400° С.

Рис. 4.32. Изменение теплопроводности графита CSF в поперечном направлении в зависимости от температуры облучения [226] (на кривых указана величина интегрального потока в нейтрон/см^).

Рис. 4.33. Изменение теплопроводности графита КС в продольном направлении в зависимости от температуры [226].

Рис. 6. Изменение теплопроводности в

Рис. 4. Изменение теплопроводности бетона с температурой [11]