ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Лучистый теплообмен. Сложный теплообмен и теплопередача Теплообмен в псевдоожиженном слое из "Тепловые основы вулканизации резиновых изделий" Практический интерес для вулканизации резиновых изделий представляет тепло- и массоотдача при конденсации пара из парогазовой смеси. [c.139] Наличие в паре неконденсирующегося газа уменьшает скорость конденсации, коэффициент теплоотдачи при этом снижается. Так, при содержании 1% воздуха (по массе) а снижается на 60%. Резкое снижение а связано с тем, что на холодной стенке конденсируется только пар, а воздух образует слой газовых молекул, препятствующий дальнейшему проникновению пара к стенке. Отсос воздуха повышает значение а. [c.139] На поверхности раздела фаз и температура, и парциальное давление пара ниже температуры и парциального давления пара в основной массе парогазовой смеси (рис. 3.3). [c.139] Ро — парциальное давление диффундирующего вещества на жидкой (твердой) поверхности раздела фаз и вдали от нее. [c.139] Все экспериментальные и теоретические зависимости, рассмотренные выше и широко испол1гзуемые в настояш,ее время для расчета теплообмена на технологическом оборудовании и теплообменных аппаратах, получены для условий стационарного теплообмена. [c.141] На практике, однако, очень часто встречаются нестационарные условия, в которых изменяются со временем т как параметры теплоносителя, так и характеристики обогреваемой (охлаждаемой) системы, т. е. входящие в закон теплоотдачи (3.2) величины /ж, /ст а являются функциями т. То же касается величины К в уравнении (3.3), которая может оказаться функцией нестационарной температуры t системы, а также градиента температур dtldn у границ. Именно такой случай и характерен для вулканизации большинства резиновых изделий. [c.141] Необходимо особо подчеркнуть то обстоятельство, что нестационарный теплообмен может возникнуть лишь только как следствие нестационарной теплопроводности в нагреваемом объекте, так как при постоянных параметрах теплоносителя коэффициент теплоотдачи — функция теплового потока q или градиента температур dt/dn, а последние при нестационарной теплопроводности, в общем, зависят от времени. Поэтому явление нестационарного теплообмена должно рассматриваться совместно с нестационарной теплопроводностью, т. е. должна быть учтена совокупность нестационарных процессов в пограничном слое и объекте. [c.141] Только в частных случаях квазистационарного режима теплообмена, несмотря на изменение условий на границе между теплоносителем (средой) и объектом ( стенкой ), профили температур в пограничном слое будут успевать перестраиваться в соответствии с изменившимися условиями на стенке и процесс теплообмена может быть рассчитан обычными методами при использовании мгновенных значений параметров. [c.142] Большинство проведенных работ касается ламинарного течения в трубах или на пластине. Показано существование следующих последовательных режимов теплообмена нестационарный, переходный и квазистационарный. Время их наступления зависит от числа Рг. Для каждого режима характерны свои критерии Ми. [c.142] На рис. 3.4 видно уменьшение нестационарного потока во времени в случае вынужденной конвекции для ламинарного обтекания пластины при линейном возрастании температуры поверхности. Поскольку тепловой поток изменяется со временем нелинейно, коэффициент теплоотдачи оказывается функцией времени. [c.142] Для тел сложной конфигурации решение задачи при перемен- ных граничных условиях 3-го рода может быть сведено только к приближенным методам, как, например, к последовательной ступенчатой аппроксимации во времени переменных условий соответствующими постоянными для данного промежутка. [c.142] Серией работ положено начало изучению нестационарного теплообмена при вынужденной конвекции. [c.142] Если отсутствуют теоретические зависимости, то должны использоваться экспериментальные данные, полученные методами нестационарного теплообмена. [c.143] Очевидно, что второе условие (е) не позволяет решить уравнение (д) относительно Т х,х) методом разделения переменных х и т, поскольку а = а(т). Разбивая весь процесс по времени на i (i = 1,2,3. ..) достаточно малых периодов (Ат)и можем считать, что внутри каждого периода коэффициент теплоотдачи имеет постоянное значение at = onst, т. е. величина а изменяется со временем не плавно, а скачкообразно — от периода к периоду. При таком условии применяется известное решение для Т (х, т) на каждом промежутке (Ат),-, где а, = onst, с учетом, что распределение температур, найденное к концу предыдущего промежутка (Ат)г-1, будет считаться начальным To = fi(x) для последующего промежутка времени (At)i-. [c.143] Можно показать, пользуясь методом последовательных интервалов, изложенным выше, что при любом начальном распределении температур в пластине и изменении температуры среды по времени отношение избыточных температур описывается этим же выражением, позволяющим оценивать [Хт, а следовательно, и а(т). [c.144] Сложный теплообмен и теплопередача. [c.144] Связь между излучательной и поглощательной способностями тела устанавливается законом Кирхгофа Она вытекает из рассмотрения лучистого теплообмена между двумя поверхностями. Если количество энергии, излучаемой единицей поверхности тела, равно Е, или, иначе, лучистый поток Q равен Q = ES (S — излучающая поверхность тела), то, по закону Кирхгофа, E A = Eq (Ео — лучеиспускательная способность абсолютно черного тела). Как установлено и теоретически обосновано (закон Стефана — Больцмана), о = Со(7 /100) , или излучаемая энергия пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры Т. Для абсолютно черного тела коэффициент лучеиспускания Со = 4,9 ккалЦм Х Хч-град). Для других тел E = T/ OO) ( = е о е — относительная излучательная способность, или степень черноты тела). Для резин е 0,93—0,945 при комнатной температуре, для металлов е г 0,1—0,3. [c.145] Лучистый теплообмен между телами является в общем сложной функцией температуры, степени черноты, формы, размеров, взаимного расположения тел и расстояния между ними. [c.145] Вернуться к основной статье