Перенос тепла в жидких металлах

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 формальной точки зрения перенос тепла жидкими металлами представляет обратный предельный случай (Рг< 1) по сравнению с переносом вещества в движущейся капельной жидкости (Рг 1), [c.202]

Теоретическое рассмотрение процесса переноса тепла жидкими металлами имеет и общий интерес. [c.202]

Для интерпретации технологических схе.м, применяемых в процессах теплообмена, строят цепи, состоящие из теплового сопротивления и тепловой емкости. В качестве примера на рис. 86 (стр. 238) изображена содержащая жидкий металл печь, обогреваемая горячими газами. Металл находится в горне, защищенном двумя слоями кладки из огнеупорных кирпичей. Горячий газ подается в пространство между поверхностью металла и верхней частью печи. Температура газа является тепловой движущей силой печи. Она обусловливает перенос тепла к металлу и тепла Я . к стенкам над металлом. В печи между металлом, на- [c.237]

Таким образом, можно провести аналогию между индукционным нагревом твердого массивного металлического тела и нагревом жидкого металла в тигле. Эта аналогия, однако, касается только определяющего процесса — теплогенерации. Определяемый процесс — распределение тепла в зоне технологического процесса, находящейся в твердом состоянии, зависит только от теплопроводности тела, тогда как если зона находится в жидком состоянии, не столько от теплопроводности, сколько от эффекта конвективного переноса. Конвективный перенос тепла возникает, поскольку при наложении магнитного поля на электропроводную жидкость в ней появляются дополнительные силы. Эти силы являются результатом взаимодействия магнитного поля с электрическими токами, индуцированными в жидкости, т. е. вихревыми токами. [c.219]

Сравнение значения 0 (О), вычисленного по формуле (111.10) при = 0 и Р = 0, с результатами решения уравнения переноса тепла численным методом для случая Рг=0,01, дает относительную ошибку, равную 1,5%. Таким образом, использование формулы (111.10) при расчете теплообмена для жидких металлов (Рг< 1) даст хорошие результаты. [c.63]

ПЕРЕНОС ТЕПЛА В ЖИДКИХ МЕТАЛЛАХ [c.369]

В настоящем разделе рассматривается перенос тепла в жидких металлах, поскольку для этого типа переноса тепла имеются некоторые особенности. Величины теплопроводности для жидких металлов значительно больще, чем для каких-либо других жидкостей, и, естественно, числа Прандтля очень малы 0,005—0,03. Так как теплопроводность высока, то она является доминирующим фактором в совместном процессе теплопроводности и конвекции. [c.369]

Турбулентный поток жидких металлов в трубе может быть рассчитан простым способом, когда перенос тепла турбулентной смесью можно считать малым по сравнению с переносом теплопроводностью. Профиль турбулентной скорости может быть с достаточной точностью аппроксимирован постоянной скоростью. [c.372]

При большом значении Рг процессы переноса количества движения оказываются более определяющими, чем процессы переноса тепла. Вещества с малым Рг лучше передают теПло, чем количество движения (например, жидкие металлы, для которых значения Рг находятся в пределах от 0,003 для калия до 0,07 для лития). Денбиг приводит зависимость [c.327]

В процессе конденсации освобождается энергия фазового перехода, которая отводится к стенке и далее от нее — к хладоагенту через слой конденсата. Отсюда видно, что скорость конденсации определяется толщиной пленки конденсата, ее термическим сопротивлением. Перенос тепла осуществляется здесь в основном теплопроводностью, а так как термическое сопротивление жидкой пленки достаточно высокое то и коэффициент теплоотдачи ниже, чем при капельной конденсации, когда поверхность освобождается от пленки конденсата. При конденсации паров металлов термическое сопротивление пленки мало и в интенсивностях теплоотдачи при пленочной и капельной конденсации нет большого отличия. [c.137]

Перенос тепла в жидких металлах также изучался в большом числе эксперименталь шх работ. При малых скоростях течения металла перенос тепла происходит при помощи кондукционного механизма. Конвективный перенос тепла в жидких металлах может [c.202]

Правда, обычно полагают, что Е и Ец должны быть равны между собой. На такую мысль наводит и рис. 4.11, который включает данные по турбулентной диффузии как массы, так и тепла. Следует также ожидать, что Зс/- и Ргг будут одинаково изменяться в зависимости от местоположения рассматриваемой точки в канале, условий, течения и физико-химических свойств системы. Однако, поскольку перенос количества движения подчиняется уравнениям не в точности того же вида, что перенос массы и тепла (количество движения есть вектор, а концентрация — скалярная величина), не обязан быть таким же, как Е и Ео-Сравнительно небольшое количество имеющихся данных позволяет высказать предположение, что значения 5сг и Ргу лежат в пределах от 0,6 до 1,0 вблизи оси трубы или на таком расстоянии по радиусу, где Е достигает максимума. Значения турбулентных чисел Шмидта и Прандтля в указанной области были найдены для газов [143, 128, 117, 48, 148, 31а] и воды [15, 22а]. Соответствующие отношения для жидких металлов, напротив, оказались больше единицы [25, 135]. Значения Ргг в центральной области потока увеличиваются с ростом Не для воздуха [143, 24, 117], но в случае жидких металлов — снижаются [30]. Вероятно, как Рг7, так и 5сг будут меньше для течения в плоском канале, чем в трубах [63]. [c.146]

Перенос тепловой энергии в многофазных полидисперсных средах происходит через непосредственные контакты между твердыми частицами и через разделяющий их промежуточный слой газа или жидкости. Поэтому при установлении общих закономерностей, определяющих теплопроводность горных пород, необходимо рассматривать такие факторы, как физико-химическая природа твердого вещества породы и насыщающего ее флюида, количественное соотнощение твердого вещества и газообразной или жидкой фаз, взаимное расположение компонентов и фаз и их физико-химическое взаимодействие. Перечисленные факторы при передаче тепла неравнозначны. Опыты, выполненные на упаковках из шариков с весьма различными свойствами (металл, кварц), показали, что физико-химическая природа материала частиц не определяет теплопроводности зернистой среды, так как доля тепла, передаваемого через непосредственный контакт твердых частиц, мала по сравнению с теплом, передаваемым от частицы к частице через промежуточный слой [51]. Таким образом, тепловые свойства промежуточной среды между частицами, в особенности поверхностной фазы, ее количество и пространственное расположение имеют первостепенное значение для теплопроводности горных пород. [c.116]

Внутренняя задача теплообмена при нагреве жидких сред может отличаться крайней сложностью вследствие сочетания теплопроводности, конвекции и излучения. Некоторые жидкости (вода, масло, расплавленное стекло) обладают в световом диапазоне волн известной луче- прозрачностью, но практически большинство жидкостей нелучепрозрачны в тепловом диапазоне волн, который характерен для работы печей. Значительной теплопроводностью обладают только жидкие металлы коэффициент тейлопроводности неметаллов обычно не превышают 1—2 Вт/(м -К). В соответствии с указанным перенос тепла в неметаллической неподвижной жидкости мало интенсивен, и такое жидкое тело чаще всего относится к категории массивных тел. Массообмен в жидкой ванне в свою очередь оказывает влияние на перенос тепла. При наличии разности концентраций возникает процесс молекулярной диффузии при наличии разности температур— процесс термодиффузии в направлении градиента температур. [c.36]

При жидком состоянии зоны технологического процесса распределение тепла зависит не только от теплопроводности, но и от конвекции. Конвективный перенос в жидком теле в индукционных печах определяется взаимодействием магнитного поля с индуцированными в металле электрическими токами. При выборе частоты тока следует помнить, что с точки зрения перемешивания нлияние ча -стоты проявляется в двух противоположных направлениях с одной стороны, при повышенных частотах частицы металла не успевают ориентироваться в соответствии с изменением направления тока, вследствие чего конвективный перенос пе возникает с другой стороны, нри повышении частоты токи в металле концентрируются у поверхности н позпикают силы отталкивания между токами в индукторе и в металле, за счет которых металл от периферии вытесняется к центру, что и обеспечивает перемешивание металла и конвективный перенос массы и тепла. [c.240]

Если жидким теплоносителем является расплавленный металл, то в суммарном переносе тепла существенную роль играет электронная проводимость металла [234]. Поэтому эффект теплоотдачи конвекцией, достигаемый в результате турбулизации потока, при использовании в качестве теплоносителя жидких металлов значительно меньше, чем при газообразном тепл0Н0 -сителе. [c.367]

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]

Вопрос о переносе тепла при помощи жидких (обычно расплавленных) металлов в последние годы подррбно изучался экспериментально и теоретически в связи с использованием жидких металлов как теплоносителей в атомных реакторах. [c.202]

Кеезом [489[ открыл в 1928 г., что при охлаждении до 2,18° К (>.-точка) жидкий гелий переходит из обычного состояния Не в другую модификацию Hell, которая обладает рядом замечательных свойств. Наиболее характерное свойство — сверхтекучесть, которую впервые обнаружил и изучил П. Л. Капица [28 ], уже рассматривалось на стр. 102. Этим не ограничиваются особенности гелия II. Кеезом [490[ нашел, что гелий II обладает исключительно высокой теплопроводностью, которая в сотни раз превосходит теплопроводность металлов и, как выяснили дальнейшие исследования, объясняется конвекционным переносом тепла сверхтекучей компонентной гелия II, а не обычной передачей энергии от частицы к частице. В. П. Пешков [495[ обнаружил своеобразное распространение звука в гелии II. Обыкновенная звуковая волна сопровождается в нем другой, которая распро- [c.246]

Быстрее всего распространяется упругая деформация, затем тепло и наиболее медленно вещество. В табл. 37 представлена зависимость величин, характеризующих процессы переноса для аргона, натрия (Скофилд, 1971) и воды при температуре плавления. Как видно, вода занимает промежуточное положение между расплавленным металлом натрием и жидким аргоном по всем параметрам кроме коэффициентов самодиффузии и трения. Коэффициент самодиффузии в воде оказывается наименьшим, а коэффициент трения наибольшим при температуре плавления среди рассматриваемых [c.126]

Большинство твердых и жидких тел имеет сплошной (непрерывный) спектр излучения, т. е. излучают энергию всех длин волн от О до оо. К твердым телам, имеющим непрерывный спектр излучения, относятся непроводники и полупроводники электричества, металлы с окисленной шеро.коватой поверхностью. Металлы с полированной поверхностью, газы и пары характеризуются селективным (прерывистым) спектром излучения. Интенсивность излучения зависит от природы тела, его температуры, длины волны, состояния поверхности, а для газов — еще от толщины слоя и давления. Твердые и жидкие тела имеют значительные поглощательную и излучательную способности. Вследствие этого в процессах лучистого теплообмена участвуют лишь тонкие поверхностные слои для непроводников тепла они составляют около 1 мм для проводников тепла — 1 мкм. Поэтому в этих случаях тепловое излучение приближенно можно рассматривать как поверхностное явление. Полупрозрачные тела (плавленый кварц, стекло, оптическая керамика и др., газы и пары) характеризуются объемным характером излучения, в котором участвуют все частицы объема вещества. Излучение всех тел зависит от температуры. С увеличением температуры тела его энергия излучения увеличивается, так как увеличивается внутренняя энергия тела. При этом изменяется не только абсолютная величина этой энергии, но и спектральный состав. При увеличении температуры повышается интенсивность коротковолнового излучения и уменьшается интенсивность длинноволнового излучения. В процессах излучения зависимость от температуры значительно большая, чем в процессах теплопроводности и коивекции. Вследствие этого при высоких температурах основным видом переноса может быть тепловое излучение. [c.362]