Нестационарный теплообмен Кошкин В.К., Калинин Э.К. Дрейцер Г.А. Ярхо С.А. (1013616), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Здесь даны результаты работы 1901 (светлые точки) и экспериментов Дейли, Хенрея, ОлаЙВЙ и ИОРДана (102~$ и 0- веденные с водой в гориз011тальной трубе длиной 500 калибров 53 температур воздейств11я и последействия причем дчя нахожде ния Т воздействия применяет метоД неопреДелениых коэффиЦиентов. ИЗ Выряжений для этих коэффициентов кяе чястн11е случаи пол~чиот выражения для ак(У) в формуле (3.6) и а~Я) в выражении (3.12).
В работе 173) этот же метод распространен ня случяЙ асимметричного поля температур, п11ичем зя известные функции принято изменение ВО Времени температур двух точек с различной координатой Тн( Р1О) и Т1 (Ро). Недостатком метода неопределенных коэФФициентов является неВозможность тОчнОГО ОпреДелсния Т~ и 171~ В начЯльные моменты времени, когда первые Производные От Т„(!Ро) близки к нулю, а Производные Высших порядков играют большу10 Роль, несмотря ня малые знячения коэффиПиентов и н них.
Точные значения производных высших порядков от Т„(РО) в начальные моменты Бремени экспериме11тяльно установить невозможно так как измерение температуры необогреваемоЙ нове„"хиос т ение некотороГО Времени после нячаля процесса ня поверхности теплообмена ничтожно мало по сравнению с погрешностью измерения. Поэтому формулы (3.8), (3.9), (3,17), (3.18), и являются Теоретически Точными, практически ~11е Ра Отяют» до некоторого момента Ро" когда начинается заметное (рег11стрнруемое приборами и Соизмеримое с погрешностью измерения) изменение Т„(РО), т. е. когда производные низших порядков с*ановятся достаточно большими, Чтобы по сравнению с ними можно было пренебречь произведениями высших произВодных ня малые коэффициенты.
Промежуток Времени Ро"' зяВисит От начального изме11ения температуры В теле, От скорости изме11е1111я температуры обогреваемоЙ Поверхности н От точности приборов, регистриру10щнх Т,(Ро). тобы ОЦенить Порядок этоЙ Величины, рассмотрим плоскую бесконечную пластину с постояниоЙ по толшнне начальноЙ темрат~ РОЙ Т„„, ( Г ) =- А = сопч1 с теплоизол11рован11ой Нове хи Граничным условием третьеГО 1эодя ня ПОВерх" ностц У' = — 1; где В1 = — сопз ° (О ' — коэффиЦиент теплоотчач11) ° темпе РатУРЯ ОЕРУжаю1Цей СРеДы Т = 0 1301, случае ВЬ1ражение для температ~'ры поверхно У = 0 можно привести к виду Где ~1у~ '" корни уравнении 11д 1д 11п — В1. ОтС10дя следует, что 11РИ ЗядяННОМ В1 а 1 1 а а, „Расчег,,в для ., 11роведенных Г10 фоРм~'- Л70 Л „рсдс, Явлен„, В табл 3 1.
11апример, если Разность температур между телом и сре. Ъ дой В начальный момент Време8 Лавиеимосхи От ГО и Ю = 11,00~о . 15 этом слу А чае при В1 = 0,01 Ро~ = 0,4, а при В1 =- 0,1 Ро~ = 0,15 Необходимо отмет11ть, что любой метод, в котоРОМ Определение температуры и тепло- о,2 О,1 О,ООО26 0,ООО94 О,ООО64 О,00618 ~н (~ о) Тнвч БОГО ПОТОЕЯ Яа ПОВОрхнОСти теплообмена Основано на изменении температуры. Тепл011З11лировяиноЙ поверхности тела, не позволяет непосредственно получить Т,, и д;, до момента РО' . Однако, если известно, что за период О ~ Ро ~ Ро' на ОбОГреВаемОЙ поверхности не Оыло резких изменений услОвий теплообмена 1т.
е, если из. Физики 11роцесса ясно, что фун!Я~И11 Т,, (Ро) и д„,(Ро) должны носить монотонный характер), то полученные при Ро > Го' зависимости Т,„(РО) и д,„,(Ро) можно экстраполировать на область 0 ~ Ро «~ Ро'. 2. Метод Хилла 11161, удобный для практического применения, разработан для бесконечной пластины с Нулевой начальной темперятурой при заданном изменении ВО Временн темпсрятуры теплоизол11РОВанной пОВсрхнОсти Тн. Су1Цность метоДЯ закую чается Б Разделе11ии и11тересуюц~его Отрезка Времени ня конечное Число равных промежутков ЛРО с заменОЙ на каждом Промежутке дуги температурной крнвоЙ Т(ЕО) ХОРДОЙ. Температурч ня Внутренней поверхности стенки Т,.~ ~1Б момент Времени Ро = шЛРО и Среднее значение теп.човОГО ПОТОкс1 Д~~~~~~ через поВерхность теплообмеиа за Время (1п -- 1 ) ЛРО ~ РО ~~ шРО Определяют НЗ Выражений )с 1с'.
ного Г1)аничного Ус.с)ОВНЯ Усс) во ВРеме11Н,:1 От пе1)вой производной, кот01)ая ВхОДит В Выраже11ие А ус) и Атп, так же кЯк и В ВыР11жение А у„и Ку, . Это 06'ьйснйетсй к01)отким длЯ турОуле11тн1з)х пОтОкОВ и1)емеием Влияния предыст01)ии измене" НИЯ Тсс, На КОЭфф111111ЕН'Г ТЕПЛООТДЯЧИ. В ТЕЧЕНИЕ этого ВРСМЕ11И «МЯльнО «эс~'Щю(.твимыс нз прзкГи1ж ЗзкОБы иЗменОилЯ Тц) мОГ~"Г быть с достятОчнОЙ точносты0 яппроксимирОВяны линейными. д' А Ф Я~ (Т вЂ” Ть)2 — (Тш — Ть), 1 (4 . 32') РИС. 4.2), 31ВИ(.ИМОСТЬ К ОТ А у.ц ДЛЯ ЧдСЧ'ИЧНЫХ СКЙЧКОООРЗЗИЫХ НЙОРОСОВ И сГ>РОсОБ теплО13ОЙ ийГръ'зеи В трм)ю с 6 '-'-- 0,22 мм: ЕХР((),01913 К ..
--= (),Е)()248 К ~ ) --); 2 --* ЕХР(Щ)2015 А~ -'- О,ООО352 А~~ ) — 1 (обозначецдя: точек сч. рис. 4Л1) лнетси. критерий Дур, ОНРеделяемый по формуле (4.32) . Представленпыс ня рис. 4.21 33 ВИСИ МОС'ТИ К =-1+ ~2,12 — 1,12 — '.— ); КРИТЕРИЙ Ктр МОЖНО раССМатрИВатЬ КЯК ЧЯСТНЫй СЛУЧЯЙ КРИ- те1)ия Ду"и а Кун как частный слУ~~ЯЙ Рис. 4.20. 3 яВисиыОс'и) тбмпОрятуры СТИИН ТМ), ТОЧПО~МТУРЫ ПОТОЕЯ НЗ ВИ- холе Ть (1$) и К от времени прн частичных набросе (д, =А О) и сбросе Г.'1 -"„'~ О) 'ГВплОВОЙ ИЗГрузки и 'т1)~'О(' с 6 =- 0,22 мм (обознвчепии точек см. рис. 4.11) Х 1ехР (0,01917(у сс— — 0,000248 К,'",) — 11 ~1Г„-,„ (4. 34') от ~(Та -- 7'ь);---(Т.— -'Ть)с ~ ~ срко П1)оведеиные эксперимент1 1 подтве1)ждя10т Возмо)кность 1)асчетя нестационя1)нОГО теплообменя п1)и 1)язличиых соотнО- ШИЗИЯХ Т~ ПЛОВЫХ ПО'ГОКОВ Б ЦЯЧЯ ЛЬНОМ И КОНЬЯЧНОМ СГЗЦИОНЯР- цых рсжимйх пО Рзн(.'..О ПОл'~'чВцным сООтнОшсниЯм длЯ ПОчиых няоросов и сб1)осОВ с использОВяиием к1)итерия Ау„, Оп1)еделенного по формуле (4.34).
Это .пол1))ке1111е 11одт1)ержде)11) экс11ер11ментам11 при Плавном увеличении н11грузки и чсс1 =' 0 и плавном уменьшении 11ягр~сзки И Дс С О. ПЯДЕИИЕ НЯП1)ЯЖРНИЯ На ЭКСПЕРИМЕНТЯЛЬНОЙ ТРУОКС максимяльноГО увеличивалось примерно линейно за 2 -. ) с, закон уменьшения няп1)я)кения тякже близок к линей110му. ()с)10В11ые па1)аметРЫ в этих Опытах 11зме11ЯЛ11сь,; в слесчУюн111х пределах: до наброса нагрузки КС1 — — 1,6 '10'+ 2,42-10' ° с — == 1; р' =.. (1,9 —: 25,1)-10" 11~м"', после цаброса нагрузки Т~) 1 Кеу = — 095 ° 10' —: 2,4 ° 10"', ( "' ) = — --1,16: 1,54. длЯ Лтп=Π—:30 и '=1 —.- Ть —."- 1,4 и К=1+ ~1,08 —.— 062 ~ехр10,0201~" +О,ОООЗ52~~ ) — 11 Ь )~ля ~~то = - — ЗΠ—: — О; —" =.
1 —:- 1,5 полУчены эксперименталы10 Ь ПрИ ПОЛНЫХ НабрОСЯХ И СбрОСЯХ гагр)сЗКИ для ТЕХ ЖЕ с~11ЯПЯЗО нов по Ке и давлению. На рис, 4.21 данные эксперцментов на11есены с поправкоЙ на температУрный фактор которы1 НЯХОДЯТ ПО приведенным зависимостям. Совпадение Ооработки Опытиь)х даннЫХ при част11Ч11ых 11абРОСЯХ И СбрОСЯХ ТЕПЛОВОЙ Нагр)сЗКИ ПО КрИТЕрн10 ~", „ПОЛ ных по кр)1тери10 Ато 1юказывает, что при турбулентном тече11Н11 теплоотдяча зяВисит не от закона изменения температур- 416 )с.с ТепловоЙ 11ягрузкн.
Однако В качестве характерного температур" ного 11япоря в к1)итерии Кт Вводили абсол)от11ую Величину 1)язнОсти конечноГО н иачяльнОГО температурноГО 11япорОВ ~ (т„,-- у„), — (т„,. — т„),!. На рис. 4.21 результаты такой оорцботки сравниваются с )Явисимостям)1, ра11ее получе11)11йм)1 для набросов с ~~„1 = 0 н сб1)осон с ф.2 = О. ДЛЯ Данных экспериментов, п1)оведенных В .Гд Юд7 узком дияпязоие чисел КР, еГО ВЛИЯНИЮ МОЖНО Н0 УЧИТЫИЗть, У ТйУ сравнение производили по кри- 7,Ю 'тери1О Щ>ОИЗВОДЦЫХ ПО ж И 'Г В Д3$1НОМ СЕЧЕНИИ И В ДЯНИЫЙ МОМИП Време)111. Влияние 11зме11е1111я гря1111~1ных условий ня Число Хп может быть учтено критериями типа Л;т ц Ао. Соответствующие критеридльные уравнения мОжнО Определить экспериментяльно.
Даиные экспериментов, описанных в ~ 4.4, хорошо сог.,)асуют- СЯ С ДЗННЫ54И ЕЗЧ( СТВОНЦОГО ЗБЯЛИЗЯ МСЖЗНИЗМЯ ВОЗДСИСГБИЯ нестационарных изме)1ений расхода Газа н Т~р на турбулентну)о с'1'рукту))) потока. Оцц подтверждя10Т. Что 11р11 умере)1ных зняче- « д6 ниях — порождение турбулентности и ее интенсиВНОсть Около д~ д6 д6 стенки при — .= 0 возраста)от, а при — — ~ 0 убывают, что дх дх соотвстстВенно увелнч11Вает теплоотдячу В перВом случае и УМЕНЬШЯЕТ вЂ” ВО ВТОром. Ня Основании анализа (см. ~~ 2.2) мо кно Ожидать, что для д~х оольших значе11)1Й вЂ” — ~, 11есмот~))1 на ~ Вел)1~)ениь по1)ождения д~ д6 «.,«« «"«« ; « :>'': -:.'Г .,Ъ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
