Перенос тепла остаточным газом

Одним из способов, которые используют преимущества многократного экранирования, но не требуют сложных и неудобных конструкций, является применение вакуумированных порошков. Вакуумно-порошковая изоляция представляет собой очень мелкий порошок, засыпанный между изолируемыми поверхностями. При этом, конечно, возникает теплоподвод непосредственно по твердым частицам за счет их теплопроводности, но величина его обычно мала по сравнению с тепловым излучением от поверхности с комнатной температурой к поверхности с температурой жидкого кислорода или ниже. Идеальный порошок должен иметь высокую отражательную способность и минимальный тепловой контакт между соседними частицами. Эти требования несколько противоречивы, так как лучшие отражательные свойства имеются у металлов, но металлические частицы обеспечивают также и лучший тепловой контакт. Однако эксперименты показали, что такие материалы, как вспученный перлит, аэрогель, газовая сажа, силикат кальция, диатомовая земля и другие тонко измельченные материалы, при соответствующей толщине слоя образуют эффективную преграду тепловому излучению и при вакуумировании передают очень мало тепла за счет теплопроводности. Порошки уменьшают также перенос тепла остаточным газом, и полный теплоподвод по ним не зависит от давления остаточного газа уже при значениях, меньших 10"2 мм рт. ст. [c.336]

С помощью высокого вакуума может быть получена эффективная теплоизоляция, исключающая два существенных способа теплопередачи конвекцию и перенос тепла за счет теплопроводности. Теплопередача через пространство с высоким вакуумом определяется главным образом излучением, переносом тепла остаточными газами и теплопроводностью опорных элементов конструкции [6, 119]. [c.106]

Для водорода при понижении температуры от 300 до 20 °К коэффициент аккомодации увеличивается от 0,3 до 1 [6]. Для вычисления теплового потока между коаксиальными цилиндрами или концентрическими сферами в случае переноса тепла остаточным газом рекомендуется формула [6, 119] [c.111]

Точные расчеты по этой формуле затрудняются большим разбросом значений коэффициента аккомодации. Однако в изолирующем пространстве обычно стремятся получить такой вакуум, чтобы переноса тепла остаточным газом практически не было. [c.112]

В вакуумированных порошках исключительно малый перенос тепла остаточным газом и режим молекулярной теплопроводности наступают уже при давлениях порядка 10 2—Ю З мм рт. ст., т. е. при более высоких давлениях, чем при отсутствии порошка. Такие давления остаточного газа легко достигаются посредством откачки изоляционного пространства механическими вакуум-насосами. Эта особенность является основным преимуществом вакуумно-порошковой теплоизоляции [119, 145]. [c.114]

Q — перенос тепла остаточным газом в вакуумном пространстве. [c.208]

Перенос тепла остаточными газами определяется по уравнению 1201 [c.137]

Перенос тепла остаточными газами становится незначительным, если давление газа между стенками кожуха и экрана поддерживается ниже 1 10 Па. При таком давлении плотность теплового потока не превышает 0,25 Вт/м . [c.138]

Перенос тепла остаточным газом [c.133]

Величина теплового потока меаду коаксиальными цилиндрами или концентрическими сферами в случае переноса тепла остаточным газом может быть найдена по формуле [5, 7] [c.134]

Перенос тепла остаточными газами в сосуде с вакуумной изоляцией может быть вычислен по уравнению (6). Наибольшая эффективность высоковакуумной изоляции достигается при давлениях ниже 1-10 з н м (0,75-10 мм рт. ст.). При таком давлении приток тепла не превышает 0,25 вт/м , что соответствует скорости испарения из сосуда на 5 дм жидкого кислорода около 0,25% в сутки. Из этого примера видно, что высокий вакуум является превосходным теплоизолятором. Тем не менее на практике потери кислорода из такого сосуда составляют обычно 8—10% в сутки. Основной причиной этого является перенос тепла излучением. [c.129]

Уравнение (16) позволяет вычислять величину X по экспериментальным данным. Если перенос тепла остаточным газом [c.374]

При рассмотрении переноса тепла остаточным газом в изолирующем пространстве низкотемпературного сосуда возникает интересный вопрос о температуре газа. В простом случае двух параллельных поверхностей с коэффициентами аккомодации, равными 1, очевидно, что. между поверхностями находятся две различные группы молекул. Молекулы, уходящие от теплой поверхности, имеют распределение скоростей, определяемое температурой этой поверхности, и скорость каждой молекулы имеет составляющую в направлении к холодной поверхности. Распределение скоростей в другой группе молекул соответствует температуре холодной поверхности, а скорости имеют составляющие в направлении к теплой поверхности. Кнудсен исследовал этот вопрос и получил следующее выражение для теплового потока между двумя длинными коаксиальными цилиндрами [c.169]

Вследствие большого разброса в значениях коэффициента аккомодации точные расчеты переноса тепла остаточным газом затруднительны. Это обстоятельство не является, однако, серьезным недостатком, поскольку обычно стремятся получить такой вакуум, чтобы перенос тепла остаточным газом составлял незначительную [c.171]

При хорошем вакууме перенос тепла остаточным газом ничтожно мал. Поэтому при конструировании сосудов стремятся уменьшить теплоприток по опорным элементам и перенос тепла посредством излучения. Теплоприток по изолирующим опорам определяется конструктивными особенностями и механической прочностью опор общее решение этого вопроса невозможно. Если размеры сосуда не ограничены, то, увеличивая длину опор и применяя материал с низкой теплопроводностью, можно обеспечить весьма малый теплоподвод по опорам. Даже в ограниченном пространстве опытный конструктор обычно находит способ увеличить термическое сопротивление опор. В отличие от этого лучистый перенос тепла слабо зависит от толщины изолирующего пространства при малой толщине вакуумного пространства его изолирующие свойства даже несколько улучшаются за счет приближения [c.247]

Перенос тепла остаточным газом. Перекос тепла в газах, как известно, происходит посредством конвекции и теплопроводности. Однако в области высокого вакуума (остаточное давление ниже 1 мм рт. ст.) конвективный теплообмен практически отсутствует и тепло передается через газ путем теплопроводности. Зависимость теплопроводности газа от давления определяется соотношением между средней длиной L свободного пробега молекул газа и расстоянием I между теп-лообменивающимися поверхностями. Согласно кинетической теории газов средняя длина свободного пробега молекулы обратно пропорциональна давлению газа и зависит также от природы газа и его температуры [c.110]

Из-за большого разброса в значениях коэффициента аккомодации точность этой формулы невелика. Однако в изоли-йгщем пространстве стремятся обычно создать такой вакуум, чтобы перенос тепла остаточным газом был пренебрежимо мал. [c.135]

В присутствии ваку ированных порошков пренебрежимо малый перенос тепла остаточным газом и режим молекулярной теплопроводности наступает уже при давлениях порядка 1-0,1 Па, т.е. при более высоких давлениях, че в их отсутствие. Такие давления остаточного газа легко достигаются откачкой изолируемого пространства еханическшли вакуум-насосами. В этом состоит основное преимущество вакуумно-порошковой изоляции [7, 19]. Передача тепла по тверда частицам порошка идет по сложному пути, причем с уменьшением размеров частиц теплопроводность порошка уменьшается в результате увеличения числа контактных разрывов, а также вследствие роста сопротивления тепловсяду потоку внутри каждой частицы. [c.141]

Перенос тепла остаточным газом. Согласно предсказанию кинетической теории газов, подтвержденному экспериментами, теплопроводность газа в случае, когда средний свободный пробег его молекул мал по сравнению с расстоянием между теплоотдающей и теплоприемной поверхностями, не зависит от давления газа. Следовательно, если измерять величину теплового потока через воздух при 300° С между поверхностями, удаленными одна от другой на 1 сл и имеющими различные температуры, то обнаружится, что при уменьшении давления от начального, равного 1 ата, до весьма малых значений тепловой поток останется неизменным. Однако в интервале давлений от 100 до 10 мкм рт. ст. наблюдается заметное уменьшение теплового потока, и при давлениях меньших 1 мкм рт. ст. тепловой поток становится примерно пропорциональным давлению газа. Небольшое постоянное количество тепла передается за счет излучения, и если ввести эту поправку, то перенос тепла остаточным газом будет точно пропорционален давлению. [c.167]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология