Процессов теплопроводности

143. Петухов Б. С. Опытное изучение процессов теплопередачи. М., Госэнергоиздат, 1952. 344 с.

Оребрение поверхностей нагрева применяется как для выравнивания термических сопротивлений, так и для интенсификации процессов теплопередачи в целом. Имеются теплообменные устройства, как, например, отопительные радиаторы, которые нагреваются водой [cti== (2-=-5) • 103], а охлаждаются воздухом [ 02=10-:-50 Вт/(м2-С)]. В таких случаях для интенсификации теплопередачи со стороны меньшего значения коэффициента теплоотдачи, т. е. с воздушной стороны, путем оребрения увеличивается поверхность нагрева. Иногда оребрение производится с обеих сторон, так делают в тех случаях, когда требуется уменьшить размеры теплообменника, а значения «i и az малы.

6-4. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

Из вышеизложенного очевидно, что выявить узкое место теплопередачи и наметить способы его устранения возможно лишь на основе знания и анализа частных термических сопротивлений. Знание же только коэффициента теплопередачи или общего термического сопротивления в этом отношении ничего не дает. Бот почему при изложении курса мы не ограничились рассмотрением только процессов теплопередачи и рекомендацией значений k, а подробным образом рассмотрели частные условия теплообмена.

Рис. 8-10. Сопоставление процессов теплопередачи в рекуперативных (а) и регенеративных (б) теплообменниках.

6-4. Интенсификация процессов теплопередачи .... 196

Оребрение поверхностей нагрева применяется как для выравнивания термических сопротивлений, так и для интенсификации процессов теплопередачи в целом. Имеются теплообменные устройства, например отопительные радиаторы, которые нагреваются водой [G&J = (2-5-5)-103], а охлаждаются воздухом [а2 = 10~-50 Вт/(м2-С)]. В таких случаях для интенсификации теплопередачи со стороны меньшего коэффициента теплоотдачи, т. е. воздушной стороны, путем оребрения увеличивается поверхность нагрева. Иногда оребрение производится с обеих сторон, так делают в тех случаях, когда требуется уменьшить размеры теплообменника, а значения а,1 и а2 малы.

6-4. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

Из вышеизложенного очевидно, что выявить узкое место теплопередачи и наметить способы его устранения возможно лишь на основе знания и анализа частных термических сопротивлений. Знание же только коэффициента теплопередачи или общего термического сопротивления в этом отношении ничего не дает. Вот почему при изложении курса мы не ограничились рассмотрением только процессов теплопередачи и рекомендацией значений k, а подробным образом рассмотрели частные условия теплообмена.

Рис. 8-10. Сопоставление процессов теплопередачи в рекуперативных (а) и регенеративных (б) теплообменниках.

6-4. Интенсификация процессов теплопередачи.........212

Аналитическая теория теплопроводности применима только к сплошной среде, поэтому при расчете процессов теплопроводности не учитывается дискретное строение тел, принимается, что тела гомогенны и изотропны, а размеры их велики по сравнению с расстоянием между молекулами. Основной задачей теплопроводности является определение температурного поля в теле.

(8.1) не случайна, она отражает аналогию процессов переноса массы и теплоты. Например, в газах носители массы и теплоты одни и те же: каждая молекула, пересекающая площадку, вместе с собственной массой переносит и энергию. Из аналогии процессов теплопроводности и диффузии следует важный вывод: все формулы, описывающие распространение теплоты теплопроводностью, справедливы и для диффузии с заменой в них соответственно q на m, t на с{ и К на D. Так, масса вещества, диффундирующего через неподвижную плоскую пленку площадью F и толщиной б за время т, равна:

При конвективном теплообмене величина теплового потока в зависимости от способа обогрева определяется соотношениями, аналогичными приведенным выше для процессов теплопроводности.

К о э ф ф н ц и е н т тс м пера т уропрово д пост и а является основным тепловым параметром для процессов теплопроводности при неустановившемся во времени режиме. В этом случае наряду с коэффициентом теплопроводности на распределение температуры в теле существенное влияние оказывают удельная теплоемкость и плотность, которые связаны между fo6oii соотп шюнпем

В основу исследования процессов теплопроводности положен феноменологический метод. Аналитическая теория теплопроводности игнорирует молекулярное строение вещества и рассматривает вещество как сплошную среду. Такой подход правомерен, если размеры объектов исследования достаточно велики по сравнению с расстояниями эффективного межмолекулярного взаимодействия.

Порядок значений Я различных веществ показан на рис. 1-4 [Л. 136, 204]. Результаты измерений Я сведены в таблицы [Л. 20, 196], которыми пользуются при расчетах процессов теплопроводности.

1-7. УСЛОВИЯ ОДНОЗНАЧНОСТИ ДЛЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

3-12. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МЕТОДОМ АНАЛОГИЙ

К числу экспериментальных методов исследования процессов теплопроводности относится метод аналогий. В методе аналогий исследование тепловых явлений заменяется . изучением аналогичных явлений, -так как часто их экспериментальное исследование оказывается проще осуществить, чем непосредственное исследование тепловых процессов.

Гидротепловая аналогия может быть также использована для исследования как стационарных, так и нестационарных процессов теплопроводности. В этом случае используется сходство законов распространения теплоты и движения жидкости. В качестве моделей могут быть использованы как модели с непрерывными параметрами, так и модели с сосредоточенными параметрами, т. е. в виде моделирующих. гидравлических цепей. В последнем случае вместо параметров исходного теплового процесса в моделирующей цепи применяются сосредоточенные параметры в виде гидравлических сопротивлений и емкостей. Рассмотрим пример использования этой аналогии для исследования нестационарного температурного поля в бесконечной плоской стенке при заданных ее размерах и теплофизических свойствах, при произвольном распределении температуры по ее сечению в начальный момент времени и при граничдых условиях, заданных значениям» температур среды /Ж1 и t^z и коэффициентами теплоотдачи at и az. При

Формальное сходство уравнений (17-158) и (17-159) позволяет измерить потоки излучения и провести опытное исследование угловых . коэффициентов излучения. Принцип построения электрических моделей такой же, как и для процессов теплопроводности [Л. 1, 64, 163].