Свободная поверхность

Свободная конвекция в газах 5 30.

Свободная конвекция в газах......... 5... 30

Свободная конвекция воды........... 102... 103

При ламинарном режиме течения (Red=o'c(/v^2200) в общем случае на теплоотдачу при вынужденном движении оказывает влияние свободная конвекция, что и учитывается в (10.9) введением в число независимых аргументов критерия Ст. Однако влияние свободной конвекции на теплоотдачу ощущается лишь в том случае, когда имеет место так называемый вязкостно-гравитационный режим течения теплоносителя (GrPr^S-105).

Влияние свободной конвекции оценивается расчетным путем. Свободная конвекция практически отсутствует, если QrPr^700. . .800.

Естественная (свободная) конвекция возникает под действием неоднородного поля внешних массовых сил (сил гравитационного, инерционного, магнитного или электрического поля), приложенных к частицам жидкости внутри системы. Вынужденная конвекция возникает под действием внешних поверхностных сил. приложенных на границах системы, или под действием однородного поля массовых сил, действующих в жидкости внутри системы. Вынужденная конвекция может осуществляться также за счет запаса кинетической энергии, полученной жидкостью вне рассматриваемой системы.

Различают свободную и вынужденную конвекцию. В первом случае движение в рассматриваемом объеме жидкости возникает за счет неоднородности в нем массовых сил. Если жидкость с неоднородным распределением температуры, и, как следствие, с неоднородным распределением плотности, находится в поле земного тяготения, может возникнуть свободное гравитационное движение. В дальнейшем в основном будет рассматриваться гравитационная свободная конвекция, вызванная неоднородностью температурного поля.

яых работах рассмотрена -свободная конвекция у вертикального ряда горизонтальных труб, у вертикальной стенки с вертикальными ребрами, в горизонтальной щели, в горизонтальном цилиндрическом слое при различном положении внутреннего тепловыделяющего трубчатого элемента и другие практически важные задачи. Рассмотрение всех этих задач выходит за рамки учебного курса.

Формула (14-37) получена применительно к условиям, когда при фиксированном значении Ro~^>RT параметры парогазовой смеси однородны. Формулой учитываются как стефанов поток, так и свободная конвекция. При Gr=gpA^(2#T)3/v2>8 я)з=0,66Ог0.2; при Gr <^8 можно принять лз = 1 (свободная конвекция не влияет). В формулу (14-37) подставляются физические параметры парогазовой смеси, взятые по температуре ^по-

Рис. 7.4. Кривые J(U) для чистого цинка (обточенного) в 3,5 %-ном растворе NaCl (свободная конвекция, без аэрации)

Рис. 7.6. Кривые I(V) для алюминиевого сплава с 2 % Zn и 0,1 % Sn в 3,5 %-ном растворе NaCl свободная конвекция, без аэрации

t0 — температура окружающего воздуха, °С (без специальных она принимается равной 20 °С); г — коэффициент полезного действия передачи; Л/х — мощность на червяке, Вт; /Ср — = 16 Вт/(м2 • °С) — коэффициент теплопередачи корпуса; S = St + 4- S2— свободная поверхность охлаждения корпуса Si ~ 20a^, (aw — межосевое расстояние, N ) — поверхность без ребер; S2 = (0,l ...0,2) Si —расчетная (50 % фактической) поверхность ребер (меньшее значение при aw >• 160 мм); г) ~ 0,25 — коэффициент, учитывающий тешюотвод i фундамен коэффициент, учитывающий уменьшение тепловыделения в времени цикла работы червячной переда! и за счет перерывов и снижения нагрузки, Р = ?,.mnui/(2^4f/Wpaci); ^ч.цикл — продолжительность цикла; N{ и t4l—мощность и продолжительность i'-й ступени нагружения; NVK4— расчетная мощность.

t — конечная температура нагрева редуктора; to — температура окружающей среды, обычно принимаемая равной 20 °С; AS = A + +Ар— свободная поверхность охлаждения корпуса редуктора,

Свободная поверхность корпуса зависит от конструкции и размера подшипника. В среднем она равна 25d2 или 2Ш, где d и / — диаметр и длина цапфы.

Свободная поверхность корпусов зависит от конструкции и размера подшипников. В среднем она равна 25с/2 или 20с//, где d и / - диаметр и длина цапфы вала (м). Поверхность простейших корпусов может снижаться до \1dl, а высоких корпусов доходит до 40rf/ и более Поверхность нормальны* подшипников, имеющих суммарную высоту с крышкой // и длину по оси /., можно определять по упрощенной зависимости

Пример. Проверить работоспособность подшипника. Дано: i = 0,15 м, / = 0,18 м, п = = 600 мин ', /v = 60 кН. Свободная поверхность корпуса подшипника А к,1р = 0,55 м2. Вал стальной с поверхностной закалкой цапф, вкладыш из сплава ЦАМ 10-5. Цапфа обработана с Rz\ ==0,8... 1,6 мкм, а вкладыш с Кг-.=- 1,6...

> ACo/k. В этом случае будет образовываться ячеистая первич-ная структура (рис. 12.12, а). Эта структура состоит из ряда параллельных элементов, имеющих форму стержней и ориентированных в направлении кристаллизации. Стержни в поперечном сечении имеют форму шестиугольников. Верхняя свободная поверхность кристаллов, обладающих такой структурой, волнистая.

Если свободная поверхность дефекта не контактирует с рабочей средой, то долговечность элемента определяется по формуле

Если свободная поверхность дефекта не контактирует с рабочей средой, то долговечность элемента определяется по формуле

3. Свободная поверхность жидкости (если она имеется) является поверхностью уровня с наименьшим давлением.

а свободная поверхность удовлетворяет уравнению г = га + ~(к — *„).

Прямоугольная плоская стеклянная банка подвешивается на нитях в виде маятника (рис. 191, а). В банку наливается подкрашенная вода (чтобы можно было лучше следить за ее движением). Отклонив банку и затем отпустив ее, можно наблюдать, как колеблется банка с водой. Вначале поверхность воды неспокойна, но затем она успокаивается и свободная поверхность воды все время остается параллельной дну сосуда. Легко объяснить этот факт: действующая на сосуд с водой сила тяготения Земли сообщает сосуду и воде одинаковые ускорения,