Температурное поле. Тепловой поток

Изменение толщин пограничных слоев вызывается обменом импульсом и энергией между частицами, движущимися в пограничном слое вдоль поверхности раздела фаз, и частицами, движущимися через пограничный слой в направлении нормали к этой поверхности. В результате обмена импульсами частицы поперечного потока пара уменьшают свою продольную скорость, а частицы продольного потока парогазовой смеси ее увеличивают. Обмен теплом между частицами поперечного и продольного потоков происходит вследствие неравномерности температурного поля в пограничном слое. [c.151]

В опытах изучалась возможность получения максимальных отборов паров сжиженного газа (максимальной производительности) в зимнее время при работе резервуара с перерывами ( отдыхом ), максимальных тепловых потоков, определения направления поступления тепла к резервуару, изучались температурные поля и тепловые потоки как нри максимальных, так и при номинальных расходах паров сжиженного газа. [c.136]

Тепловые потоки могут быть направлены как к резервуару (назовем их положительными ), так и от резервуара ( отрицательные ). Основными интересующими нас потоками необходимо считать положительные, так как именно они и являются источником тепла для испарения сжиженного газа. Только положительные потоки наблюдаются в летний период, когда температурное поле вокруг резервуара не осложнено отрицательными потоками. Последние наблюдаются после заполнения резервуара весной, когда жидкая фаза бывает теплее, чем окружающий грунт (см. рис. П1-29, 3, и, к кривые отрицательных тепловых потоков расположены ниже д = 0). В этом случае тепловые потоки распространя- [c.141]

Во втором случае температура окружающей среды ниже температуры топлива (/т > ). В этом случае поток тепла направлен от топлива в окружающую среду и температурное поле описывается ломаной 2 на рис. 3. [c.24]

Расчеты, приведенные для запыленной среды, показали, что их результаты аналогичны полученным для среды с простейшими оптическими свойствами, но влияние температурного поля несколько более сильно. На рис. 170 приведено изменение направленных потоков в сторону высоких (Q ) ив сторону низких (Q ) температур в зависимости от относительной толщины слоя при линейном распределении температур. Кривые показывают, что для обеспечения указанного распределения температур подвод тепла в слое (тепловыделение) должен быть по толщине слоя существенно различным. [c.306]

Температурное поле и температурный градиент. Необходимым условием распространения тепла является неравенство температур в различных точках данного тела или пространства. Поэтому величина теплового потока, возникающего в теле вследствие теплопроводности, зависит от распределения температур в теле, или характера температурного поля (под температурным полем понимают совокупность мгновенных значений температур в рассматриваемом теле или пространстве). [c.281]

Формулы (24,3) и (24,4) показывают, что коэффициент теплоотдачи и число Нуссельта являются весьма сложными физическими величинами. Для теоретического расчета их необходимо знание температурного поля в текущей среде, которое является одним из интегралов системы дифференциальных уравнений (10,1) или (21,1) для ламинарных и турбулентных потоков. Лишь в частном случае покоящейся среды проблема сведется к интеграции последнего уравнения системы (10,1). превращающегося в уравнение теплопроводности. В общем же случае необходимо разыскание интегралов всей системы уравнений (10,1) или (21,1). Следовательно, проблема конвективного теплообмена не может рассматриваться изолированно от гидродинамической проблемы. Та и другая должны решаться совместно. Эта совместность решения говорит о глубокой взаимосвязи явлений трения и распространения тепла в движущихся средах, выражением которой будет связь между коэффициентами гидродинамического сопротивления и теплоотдачи. В такой постановке задача определения этой связи крайне сложна. О попытках решения ее для течений в трубах и обтекания тел простейших форм будет сообщено далее. [c.100]

Если тело, погруженное в поток жидкости или газа, нагревается или охлаждается, то в окружающей среде возникает температурное поле. Если не учитывать очень небольшие скорости и кильватерную струю, с которой тепло уносится от тела, то температурное иоле образуется лишь в небольшой области, прилегающей к телу. Эта область называется тепловым пограничным слоем. В пределах этого слоя температура изменяется от tw— температуры на поверхности тела до 4 — температуры сре- [c.212]

Характер изменения температур в выходном сечении топки котла НРч при различных вариантах компоновки горелочных устройств указывает на то, что аэродинамические характеристики факелов и их взаимодействие в малых топках оказывают решающее влияние на распределение температур и локальных тепловых потоков. Этот вывод также подтверждается расположением изотерм в топке котла ДКВ-2-8 на уровне установки вертикальных щелевых горелок при их различной компоновке (см. рис. 23). Таким образом, температурное поле в топках котлов малой производительности при каждой компоновке горелок имеет вполне определенный характер. Однако, как было показано выше, это практически не оказывает влияния на общее количество тепла, переданное в топочной камере. Следовательно, для рассмотренных случаев, распределение температур влияет только на величину локальных (местных) тепловых нагрузок, что имеет большое значение для чугунных секционных котлов, у которых неравномерность температур и тепловых нагрузок, особенно по длине топки, приводит к появлению трещин и выходу из строя секций. [c.89]

Таким образом, уравнение (и) выражает зависимость количества передаваемого тепла при вынужденном потоке жидкости (Ки) от характера скоростного поля (Не) и его связи с температурным полем (Рг). [c.283]

Полученные числа Ыи, Ро и Ре являются числами теплового подобия. Число Нуссельта характеризует интенсивность теплообмена на границе раздела фаз. Число Фурье характеризует связь между скоростью изменения температурного поля, размерами и физическими характеристиками среды в нестационарных тепловых процессах. Число Пекле характеризует отношение количеств тепла, распространяемых в потоке жидкости конвекцией и теплопроводностью. [c.125]

Опыт показывает, что основное значение в процессе теплопередачи путем теплопроводности имеет распределение температур". Вообще говоря, температура является функцией места (координат) и времени /=/(х, у, 2, т). Эта функция определяет температурное поле во времени. Соединив все точки постоянной температуры в этом поле, получим изотермы. Как известно из опыта, поток тепла всегда сопровождается перепадом температур отсюда следует, что направление теплового потока должно быть перпендикулярным к направлению изотерм. В ином случае направление теплового потока можно было бы разложить на две составляющие, одна из которых совпала бы с направлением изотермы. Это означало бы, что мы имеем поток без разности температур. [c.277]

Теплопроводность — это передача тепла от одной частицы к другой, находящейся в непосредственной близости от нее. Теплопередача путем теплопроводности в чистом виде возможна только в твердых телах. В жидкой и газообразных средах передача тепла происходит смешанным путем. Если температура всех точек рассматриваемого тела остается постоянной во времени, т. е. температурное поле является функцией только координат, то теплопередача называется установившейся и поток стационарным. [c.66]

Вторая группа газов (факел). Еще более сложную и до сих пор недостаточно решенную задачу по сравнению с измерением температуры I группы газов представляет измерение температурного поля пламени (факела). Факел представляет собой газовый поток, внутри которого происходят химические реакции горения с бурным выделением тепла. Наличие процессов горения в факеле вызывает специфические особенности его измерения. Задача усложняется большим разнообразием и сложностью объектов измерения светящееся и прозрачное, турбулентное (с различной степенью турбулентности) и ламинарное, однородное и неоднородное пламя, пульсация температуры,, особенно у краев факела, и т. д. [c.103]

Теплопроводность при неустановившемся тепловом потоке. Если при нагревании или охлаждении температурное поле меняется по времени, то необходимо определить зависимость изменений температуры и количество переданного тепла пр времени для любой точки тела. Эта задача представляет большой интерес для тепловых расчетов некоторых периодических процессов химической технологии, расчета нагревательных печей и др. [c.248]

Однако переход тепла является результатом не только турбулентности потока, но отчасти обусловлен и теплопроводностью жидкости. Для предельного случая — ламинарного потока — можно доказать, что температурное поле зависит не только от критерия е, а также и от величины [c.35]

Температура среды в результате перемешивания теплоносителя в какой-то степени выравнивается. Степень выравнивания температуры жидкости или газа зависит от интенсивности перемешивания и, следовательно, от гидродинамики потока. При наличии тепловых потерь и внутренних источников тепла характер температурного поля среды будет сложно зависеть от условий теплообмена и основных законов химической кинетики. В каждом отдельном случае это влияние будет различным. [c.84]

Ураанение (7-3) вместе с уравнениями Навье — Стокса описывает температурное поле вязкого потока. Для обычных потоков числовые значения теплопроводности так малы, что кондуктивный перенос тепла становится заметным только в той области, где конвективный теплообмен мал из-за малых скоростей. Мы знаем, что такая область всегда существует около поверхности твердых тел, потому что там скорость потока уменьшается до нуля. Как следствие этого можно ожидать, что теплопроводность таких потоков следует рассматривать только вблизи твердых поверхностей. Другими словами, ожидается, что будет существовать тонкий слой, вдоль твердой поверхности, в котором теплопроводность равна по значению конвекции тепла, тогда как вне этого слоя перенос тепла теплопроводностью относительно так мал, что им можно пренебречь. Этот слой будет называться тепловым пограничным слоем. Теперь упростим дифференциальное уравнение, описывающее поток тепла в этом тепловом пограничном слое, путем учета порядка малости его членов. Рассуждения будут такими же, как и для гидродинамического пограничного слоя двухмерного потока. Соответственно этому членами в уравнениях (7-3) и (7-4), под которыми стоит нуль, пренебрегают. [c.217]

Для определения теплообмена в камерах сгорания обычно привлекается известный закон Стефана — Больцмана о тепловом излучении накаленных тел, находящихся в термодинамическом равновесии (количество излучаемой энергии пропорционально четвертой степени температуры). Основанием к этому служит тот экспериментально подтверждаемый факт, что перенос энергии на стенку от раскаленных продуктов сгорания топлива с высокой температурой (более 1000° С), при умеренных скоростях перемещения газов (не более 100 м/сек), в наибольшей мере осуществляется лучистым теплообменом. Несмотря на преимущественную роль лучистого переноса энергии, мoнiнo показать, что формирование температурного поля в потоке излучающей среды отвечает в основном конвективному переносу тепла, и критерий радиационного теплообмена стенки в основном зависит от радиационных свойств среды и стенки и сравнительно слабо зависит от температуры. [c.214]

V. Определение Хг и Х1 по результатам измерения температур в трубе с зернистым слоем, охлаждаемой снаружи, при параллельном и встречном направлении потоков тепла и газа. Схема зксперимента показана на рис. IV. 4, в., В торце цилиндрического аппарата помещен электронагреватель, создающий равномерный тепловой поток. Стенки аппарата охлаждаются интенсивным потоком воды. В зернистом слое создается двухмерное температурное поле. Каждый опыт проводят при двух направлениях потока газа, имеющего одинаковую скорость. Ниже ар иведено аналитическое описание методики, разработанной в [23]. [c.115]

Хорошо известно, что режим идеального вытеснения недостаточное условие для пол> чения достоверных данных. Весьма важно, чтобы реактор был изотермичен, так как отклонения от изотермичности могут привести к большему искажению данных по кинетике основных реакций, чем эффекты неоднородностей потока. Для обеспечения изотермичности слоя катализатора используют различные приемы. В частности, одним из эффективных приемов является помещение реактора с катализатором в псевдоожижений слой нагретого песка [30]. В бане с псевдоожиженным слоем теплоносителя устанавливается равномерный тепловой режим, соответственно и в реакторе или системе последовательно соединенных реакторов по всей высоте слоя обеспечивается изотермичность. Температура реактора зау меряется термопарой, прикрепленной к наружной стенке. Указанный способ подвода тепла имеет определенные трудности ввиду необходимости поддержания теплоносителя в псевдоожиженном состоянии длительное время. Однако он является наиболее рациональным, так как отпадает необходимость загрузки в реакторы инертной насадки для фиксации слоя катализатора в зоне равномерного температурного поля, как это делается обычно в реакторах с подводом тепла через стенку от электронагревательной спирали (см. рис. 3.15). В показанном на этом рисунке типе реактора изотермичность обеспечивается в ограниченной зоне ввиду больших теплопотерь через верхний и нижний фланцы. Реактор такого типа обычно используется при проведении экспериментов с большой глубиной превращения в длительных опытах. Недостатком такого типа реактора является ухудшение показателей по селективности катализатора из-за протекающих реакций термодеструк-цни в зоне инертной насадки над входной зоной катализатора. Этот реактор также может быть приспособлен для проведения опытов с малой степенью преврашения, т. е. при высоких значениях объемной скорости подачи сырья [35]. Суть такого приспособления заключается в том, что внутрь пустого реактора помещается [c.91]

Для печей старой конструкции с факельными горелками наибольшую величину конверсии (превращения сырья) в процессе пиролиза удалось получить при диаметре труб 114x6 мм. При этом пропускная способность каждого потока была 3400—4100 кг/ч. В процессе сжигания топлива в факельных горелках температурное поле в разных местах топочного пространства неодинаково. От-дельные участки труб по длине змеевика получают неравномерное количество лучистого тепла и, следовательно, имеют (при одинаковых условиях теплоотдачи внутри труб) различную температуру стенок. [c.28]

Выравниванию температурного поля реакционной камеры способствует равномерный подвод тепла во все зоны коксования и максимальное аккумулирование тепла после отключения камеры. Равномерный подвод тепла тесно связан с гидродинамикой движения потока и может быть обеспечен, например, установкой в месте Ввода потока специального распределительнох о устройства [136, 168]. [c.105]

Основные недостатки установки Бейтса заключались в следующем отсутствовал контроль за температурным полем в сечениях исследуемой жидкости, кроме центрального поток тепла измерялся только при помощи водяного калориметра, без сведения баланса по нагревателю отсутствовал компенсирующий нагреватель над основным нагревателем установки. Расстояние между спаями термопар не могло быть определено достаточно точно. Прн толщине спая до 0,8 мм (ориентировочно) его положение по высоте не могло быть определено с точностью, большей, чем 0,3—0,4 мм, что при среднем расстоянии между термопарами 6,35 мм могло приводить к ошибкам в определении перепада температур в слое до 12%. Сходимость значений теплопроводности воды по данным Бейтса со значениями Тимрота и Варгафтика (в пределах точности измерений) не могут служить критерием правильности значений теплопроводности веществ, имеющих значительно меньшие численные значения теплопроводности, чем у воды. Исходя из этого, есгь достаточные основания подвергнуть сомнению правильность значений коэффициента теплопроводности веществ и растворов, полученных Бейтсом на указанной установке, особенно когда значения теплопроводности значительно меньше значений теплопроводности воды. [c.333]

Реакция взаимодействия двуокиси углерода с углеродом — реакция эндотермическая, и для ее протекания необходим подвод тепла извне. Внешний обогрев реагирующего слоя вследствие низкой теплопроводности частиц создает запаздывающий тепловой поток от стенки к центру, что в свою очередь создает температурное поле, резко неоднородное по высоте и сечению слоя . Это затрудняет изучение процесса реагирования и определение кинетических характеристик. Более надежен и перспективен метод непосредственного нагрева слоя электрическим током. Этот метод известен давно, однако его применение дл такого рода исследований затруднялось образованием микровольтовых дуг между частицами, в результате чего возникали локальные высокие температуры. Однако, как показали опыты, механическое давление (— 5 кПсм ) предотвращает образование микровольтовых дуг. Специальные измерения позволили установить, что температуры по высоте и сечению распределяются практически равномерно (с точностью до 5%). При эксперименте авторы применяли метод непосредственного нагрева слоя электрическим током, а слоевые процессы исследовали методом выгорающего слоя [6—9]. [c.33]

Действие термомагнитных Г. основано на термомагн. конвекции газовой смеси, содержащей О2, в неоднородных магнитном и температурном полях. Часто применяют приборы с кольцевой камерой (рис. 4), к-рая представляет собой полое металлич. кольцо. Вдоль его диаметра установлена тонкостенная стеклянная трубка, на к-рую намотана платиновая спираль, нагреваемая электрич. током. Спираль состоит из двух секцийи первая из к-рых помещается между полюсами магнита. При наличии в газовой смеси О2 часть потока направляется через диаметральный канал, охлаждая первую секцию платиновой спирали и отдавая часть тепла второй. Изменение сопротивлений Я, и Я2 вызывает изменение выходного напряжения [c.456]

Рис. 3-26. Температурное поле и линии потока тепла в Ьобразном теле при стационарном режиме.

Этот член дает разность, между теплом, покидающим элемент объема через площадь, соответствующую радиусу г+йг, и теплом, входящим в элемент объема через площадь, соответствующую радиусу г. Здесь также может иметь место поток тепла <в аксиальном направлении. Однако нужно ожидать, что этот тепловой поток будет значительно меньше, чем тепловой лоток в радиальном направлении, так как лрадиенты температур в радиальном направлении больше. Соответственно теплопроводность в осевом направлении не учитывается в расчетах Грэтце и Нуссельта. В жидких металлах, однако, теплопроводность по длине может существенно повлиять на установление температурного поля. Поэтому в новейших расчетах это условие принимается во внимание [Л. 85]. Тепло будет также передаваться в элемент объема и конвекцией. Этот перенос тепла идет только в осевом направлении и количество тепла, оставшегося в элементе объема в результате поступления и отвода от иего тепла, составляет [c.244]

Горизонтальные стенки. Свободно-конвектив ные потоки в жидкости, заключенные между двумя шарал-лельными горизонтальными пластинами, не имеют ме-ста в случае, если температура верхней пластины выше температуры нижней. Тепло течет в этом случае от верхней к нижней пластине, и температура в жидкости постоянна в горизонтальных слоях, возрастая в вертикальном направленпи. В обычной жидкости, для которой плотность уменьшается с ростом температуры, указанное температурное поле обусловлено тем, что слои меньшей плотности расположены над болсс плотными состояние вполне стационарное и конвективных течений ие вызывает. Тепло будет переноситься только теплоироводностью (не считая радиации), и температурный профиль будет линейным. Это положение может быть нарушено только вблизи края пластин. [c.404]

Так как вектор потока тепла конденсации перпендикулярен направлению движения конденсата в пленке, то температурное поле должно быть в ооновном линейным, причем температура стенки равна is и температура наров на границе с пленкой конденсата равна температуре насыще- [c.411]

Условно исследования тепло- и массопереноса при образовании монокристаллов могут быть разделены на две стадии на первой выявляются параметры переноса (температура, тепловые потоки, концентрация примесей, общие закономерности процесса кристаллизащ1и и др.), на второй — обобщение полученных данных, что позволяет внести коррективы как в технологию выращивания монокристаллов, так и в конструкцию кристаллизационных установок. При аналитическом решении указанных задач вводятся упрощающие предпосылки. Они рассматриваются как связанные (тепло- и массоперенос) или несвязанные одномерные или многомерные стационарные или нестационарные в линейной или нелинейной постановке в сопряженной или несопряженной форме с заданной или искомой геометрией и т. д. Экспериментальные результаты позволяют выявить общие закономерности теплопереноса и на их основе создать математическую модель расчета температурных полей, принимая во внимание процесс кристаллизации. [c.51]

Формулы (1У.7) — (IV.9) выведены для одномерного теплового потока. Поэтому достоверность результатов зависит от того, в какой степени это допущение справедливо в каждом конкретном случае. Для приближения к одномерному тепловому потоку поперечные размеры образца стремятся выбирать значительно меньшими, чем продольные (отношение не менее 1 10). Часто для предотвращения утечек тепла, искажающих температурное поле, а также для того, чтобы иметь возможность определять мощность теплового потока по электрической мощности иагревателя, образцы и нагреватели окружают так называемыми охранными ириспособлениями с отдельными нагревателями. Их температура поддерживается равной температуре основного нагревателя. [c.67]

Здесь также, как и в обычной термографии, используются дифференциальная запись и эталонное вещество для сравнения. Но в отличие от метода термографии, где исследуемое вещество и эталон располагаются отдельно, обычно в двух тигельках, в описываемых методах эталон помещается внутри исследуемого вещества. Причем эталон изготовляется из вещества с известной и хорошо воспроизводимой теплоемкостью (обычно из металлов) и является, в сущности, эталоно1м теплоемкости. Тепло, необходимое для нагрева эталона, проходит через исследуемое вещество и создает в нем определенный градиент температуры. Зная величину этого градиента и направление теплового потока, в условиях линейного (т. е. квазистационарного) режима нагрева, применяемого в термографии, можно вычислить коэффициент теплопроводности исследуемого вещества. Как показал А. В. Лыков , исходя из разности температуры между двумя точками исследуемого вещества и скорости нагрева, можно найти коэффициент температуропроводности. Измерение двух разностей температуры в исследуемом веществе без эталона и на том месте, где расположен эталон, позволяет определить градиент температуры, обусловленный эталоном. Направление теплового потока, необходимое для этих измерений, задается на основе использования свойства бесконечного цилиндра, помещенного в квазистационарном температурном поле. [c.214]

В значительной мере эффект тех или иных воздействий на тепловое состояние низа печи определяется по тепловому балансу этой зоны, а для верха печи — по соотношению теплоемкостей потоков шихтъг и газов (WJW ). При этом важной характеристикой для низа печи является теоретическая и связанная с ней фактическая температура печи Гф, а для верха — характер температурного поля, определяемый так называемым индексом верха Л Для эффективно работающих доменных печей эти параметры должны иметь некоторые оптимальньге значения. Обычно теоретическая температура горения в фурменной зоне находится в пределах 1800-2200 °С, и ее понижение или повышение за эти гфеделы может не только ухудшить тегшообмен и использование тепла, но и вызвать серьезные нарушения хода печи. Увеличение соотношения полезно с точки зрения роста теплового КПД (см. кн. 1), но его существенное отклонение от единицы может привести к негативной деформации температурных полей в шахте и снизить развитие процессов косвенного восстановления. При этом величина (заполнение профиля температурного поля) должна находиться в пределах 0,55-г0,8 [10.15,10.16]. Учет режима управления при рассмотрении КПД приводит к выводу о наличии предельного соотношения теплоемкостей потоков которое зависит от температурного потенциала нагрева. [c.355]

Основным параметром температурного режима работы надфурменной части ванны является среднемассовая температура содержащихся в ней продуктов, так как из-за их интенсивного перемешивания температурное поле газожидкостной среды практически однородно. Температуру в барботажном слое определяют экспериментально, измеряя с помощью термопар погружения, или рассчитывают по данным материального и теплового балансов плавки, которые обычно составляют для тех периодов, когда в течение длительного времени непрерывной работы печи ее режимные параметры остаются неизменными во времени. Потери тепла через стенки водоохлаждаемых кессонов определяют эмпирическим путем. По данным измерений плотность теплового потока, отводимого через кессоны, составляет величину порядка 110-303 кВт/м . Количество тепла, теряемого через неохлаждаемую футеровку, нетрудно определить, используя расчетные методы. [c.464]

Крайние спирали, условно называемые измерительными, имеют большее число витков и = Кг, две средние спирали, условно назьшаемые подогревными, имеют меньшее число витков и также Къ = К4. Все четыре спирали соединяются между собой, образуя мостов то измерительную схему при этом и Кг включаются в одну ветвь моста, а Лз и 7 4 — в другую. Напряжение питания моста выбирается таким, чтобы нагрев спиралей Кз я К4 осуществлялся до температуры около 200 °С, а спиралей К1 и Кг — до температуры порядка 100 °С. При обдувании чувствительного элемента потоком воздуха, направление которого показано стрелками, происходят одновременно отвод и перенос тепла с одной спирали на другую. От первой по направлению потока спирали К и Кг отвод тепла наиболее интенсивен. Следующие две спирали К и К4, как отмечалось выше, нагреты до более высокой температуры. Поэтому тепло, переносимое со спирали Кх, незначительно изменяет градиент температурного поля, образуемого спиралью Къ. Последняя также охлаждается, но несколько меньше, чем в том случае, когда отсутствовало бы. 1. Отводится тепло и от К4, но в значительно меньшей степени, чем от К , т. к. тепло, переносимое вокруг и Кз, существенно уменьшает температурный градиент вокруг Кх. Наконец, суммарное тепло, переносимое от первых трех спиралей, искажает температурное поле вокруг Кг настолько, что здесь в большей или меньшей степени (в зависимости от скорости потока) наблюдаются не только несоизмеримо малый по сравнению с К отвод тепла, но и увеличение Кг, что свидетельствует о притоке тепла. [c.734]

При хромотермографии, явлнющейся одним из видов хроматографии с программированием температуры, компоненты газовой смеси перемещаются под одновременным воздействием потока газа-носителя и изменяющегося во времени и пространстве температурного поля. При хроматографии с термической десорбцией в колонку вводится проба смеси, и теплая зона (печь) движется вдоль слоя сорбента. Действие печи аналогично действию газа-носителя, зоны отдельных компонентов движутся вдоль слоя со скоростью движения печи. [c.157]