Основы теории теплообмена Кутателадзе С.С. (1013620), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Все более существенным становится влияние геометрии тела. Рис. 18.10 отчетливо показывает это. В предельном случае отсутствия свободной конвекции, кот. да ОГРг — О, газ представляет собой сплошную среду, анализ теплопроводности в неограниченном объеме дает для сферы )ч(ц — ~ 2, а для цилиндра Хп — й Дискретность структуры газа проявляется при значении числа Кп ) 0,02, На рис.
18.1! на примере теплообмена горизонтального цилиндра диаметрои 0,07 мм показаны характерные режимы переноса тепла. В области чисел Кп ) 0,02 происходит резкое падение интенсивности теплообмена вследствие влияния температурного скачка. При значительном разрежении может проявляться эффект ограниченности объема, в котором находится рассматриваемое тело. При ОГРг -ь 0 вследствие молекулярной теплопроводности к оболочке конечных размеров число Нн 254 приобретает постоянное значение, превосходящее предельно малое для нео- граниченного объема.
Этот факт иллюстрируется экспериментальной зави- симостью на рис. 18.12. и в в л о,в о'в о,л йв 4в вв -ов ' та-г 1а-г 1аы 1О-г о,г О,1 в,оу 1О-Р 1О-' 1О-В 1а-з га-' га бр яр 1а 1а'с р рис. 18.!О. Теплообмен при свободной хоаеекции н неограниченном объеме: Г - гориьоитальиыа цилиндр; 3 — верти. кьльияя пластииа; 3 — сФера Рис. 18.11. Режимы теплообмена для гори- зонтального цилиндра Так как для цилиндров различных диаметров при одинаковом числе Кп величины СгРг кратны кубу диаметров, в координатах Кц — СгРг данные по теплообмену обобщаются только до значений Кп = 0,02. Для более глубоких разрежений можно применить метод Кэвено, изложенный ранее в равд.
18.3. 1 в,в о,б о,г Ог 1а-г дГ' 1О-' 1а ' га Огрг ,ву о ог ор ов ов кп Рис. 18.12. Режимы теплообмена при снободной коннекции; 1 в сплошная среда; 3 — опыты А. К. Реброва ь ограниченном объеме и вакууме Рис. 18.13. Влияние числа Кнудсена на теплообмен цилиндров и воздухе по опытам А. К. Реброва На рис. 18.!3 приведены результаты такой обработки экспериментов для теплообмена цилиндров. В диапазоне 0 ( Кп ( 0,6 эта зависимость линейна, что подтверждает справедливость подхода, но не универсальность полученных численных значений.
В данном случае необходимо е1це точное знание коэффициента аккомодации. 255 18.7. ВАКУУМНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ Факт уменьшения теплопроводности из-за наличия температурного скачка широко используется в технике для осуществления вакуумной и вакуумнопорошковой изоляции. Если разрежение таково, что для переноса тепла существенны еще молекулярные столкновения, то теплообмен подчиняется зависимости (18.3,6). При свободно-молекулярном переносе тепла между плоскими стенками справедлива формула (! 8.2.18).
Х0 70 0 !0-1 10« Го' 10' !О' 0, Па Рис. 18З4. Кажущаяся теплопроводность порошковых теплоизоляторов в интервале температур 78 †2 К: à — магнезия; 3 — минора; 3 — «илико>>регель В криогенной технике широкое распространение получила вакуумно. порошковая многослойная изоляция.
Эффективная теплопроводность порошковой изоляции, как видно из рис. 18.14, при снижении давления от атмосферного до О,1 Па уменьшается более чем на порядок. Причем влияние темпера турного скачка сказывается на коэффи. 40 циенте теплопроводности для магнезии уже при атмосферном давлении, дм силикоаэрогеля — при более высоких давлениях, а для мипоры — при даилс нии 13 кПа. Объясняется это тем, что перенос 1О тепла газом, заполняющим порошок, происходит в переходном свободно-моль кулярном режиме при высоких давль пнях, так как число Кп в порах вели. ко. Поэтому даже неглубокая откачка существенно увеличивает тепловое со. противление.
Лучшие образцы многослойной нзо. ляции при давлении меньше 0,133 Па имеют значения эффективного коэффициента теплопроводности порядка 10 ' Вт/!м К), что уже приближается к свойствам высоковакуумной изолз. ции с экранированием жидким азотом. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ !. Газовая динамика. Сб. статей. Пер, с англ. и ием.
М., Изд-во пиастр. лнт., !950. 2. Газодинвмнка разреженных газов (Тр. 1 Междунар. конф, по динамике рззреженныг газов, 1959). Пер. с англ. и франц. М., Изд-во иностр. лиг., 1963. 3. Двшман С. Научные основы вакуумной техники. Пер. с англ. М., «Мир», 1964.
4. Заварзина И. Ф. Экспериментзльные исследования локальных тепловых потоков яя сфере и сферическом притуплении осесимметричного тела.— «Изв. АН СССР. Меи. ника жидкости и газаэ, 1970, № 4, с. !57. 5. Каганер М. Г., Глебова Л. И. Теплопроводность изоляционных материалов под зз. куумом.— «Кислород», !959, № 1, с. 13. 6. Кайт Дж., Мвдден А., Пайрет Е.
Теплопередачв естественной конвекцией при но ниженном давлении.— В кнл «Механикаэ. Сб. переводов, 1955, № 1, с. 29. 7. Ребров А. К. Теплообмен при свободном движении около горизонтального цилиндр» в разреженном воздухе.— «Инж.-физ. журн.», 1961, т. 4, № 9, с. 32. 8. Теплообмен в лобовой точке затупленного тела, обтекаемого сверхзвуковым разре. женным потоком азотно-водородной смеси. — «Журн. прикл.
механ. и техн. физо, 1973, № 6, с. 88. Автл А. А. Бочкарев, В. А. Косинов, В. Г. Приходько, А. К. Ребров. 9. Шидловский В. П. Введение в динамику разреженного газа. М., «Наука», !965. 1О. СЬепй Н. К: Чысопз Ьурегзоп1с Ыпп1-Ьобу ргоЫешз апб 1Ье Ые»чаоп!зп 1Ьеогу.— «Рппдашепаа) РЬепошепа!п Нурегяоп!с Р!очгэ.
Ргос. 1п1егп. Зушр. ИЬасв, Не»ч Уогд Согпеп Ып)ч. Ргезз„!966, р. 90. 11. СЬепй И. К. Нурегзоп)с яьосй !ауег 1Ьеогу о1 1Ье з1айпаиоп гек!оп з1 1отч Ееупо1В пнгпЬег.— «Ргос. Неа1 Тгвпз. япб Р!Ыб Месь. 1пМ.», $1вп)огб, Са!ГЬ 51яп!огб Ып!э, Ргезя, 1961, р. !6!.
12. Вемеу С. Р. Но1 «чге гпеяяпгешеп1я !п !о»ч Иеупо!бя ппщЬег Ьурегяоп!с Поэт».— «Айз 3.», 1962, ч. 31, М12, р. 1709. 13. П!Иныче еиес1> о1 гесочегу 1егпрега1пге)п янрегзоп!с Ео»ч гягепеб йзз ппх1пге.— !з. 4-1Ь !паегп. Неа1 Тгзпя!ег Соп). Чегзз1пез, Зер1. 1970. Рзг!з, 1970, ч. 3, р. РС бд. АЫЬл Я. 5. Кп1з1е!збзе, А. А. ВосЫ«аг)оч, Ч. П, РгрйЬоб!го, А.
К. КеЬгоч. 14. 0гзие И. М., Васкег Сь Н. Нева !ганя!ег !гоги ярЬегез 1о в гягепед бяз 1п япрегяоп!с По»ч.— «Тгапя. АЯМЕ», !952, ч. 74, )4 7, р. 124!. 15, и!скшап И. 3., С»!ела! »У. Н. Неа1 1гапиег 1о я ЬеппзрЬег1ся! суппбег о1!о»ч йеупо!В пптЬегя.— «А1АА Яопгпл, 1963, ч. 1, 1»* 3, р.
665. 16. Зз!п А. С., Ад)шнг1Ьу Ч. Нурегзоп!с ~пегкеб я1ядпя1!оп зьосй !ауегз, Рзг1 1: Ад!якя. Пс»чяп сзяе. Раг1 П. Со!д»чзц сазе.— «А!АА Зопгплч !974, ч. !2, Х 3, р. !1О. !7. Квчвпап Ь. Ь. Нея1 1гвпз1ег 1гогп зрьегея 1о а гягепед аая !п янЬяоп)с По»ч.— «Тгапя, АЗМЕ», !955, ч. 77, !Ч 5, р. 617. 18. Оррепкеип А. К. Сгепегапзед 1Ьеогу о1 сопчеспче Ьез1 1гапя1ег !п а 1гее-гпо!есме По»ч.— «3.
Аегоп Зс),>, !953, ч. 20, р. 49. !9. РгоЬМе!п И. Р. Нез1 1гапя1ег !и гзгепед кзя По»ч.— 1п: ТЬеогу Рппйягпеп1а! кеяеягс! Неа1 ТгапМег.— АЗМЕ, Ргос. яппи. щее1. Зос., 1963, р. ЗЗ. ГЛС1на ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРА НА ТВЕРДЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ 19,1, ПЛЕНОЧНАЯ И КАПЕЛЬНАЯ КОНДЕНСАЦИЯ При конденсации пара на поверхности охлаждения жидкая фаза (конденсат) выпадает в виде сплошной пленки или отдельных капель. Пленочная конденсация возникает на поверхностях, смачиваемых выпадающим конденсатом, капельная конденсация — на несмачиваемых поверхностях охлаждения. При пленочной конденсации на вертикальной, достаточно длинной стенке (рис.
19.1) в верхней части пленки, когда ее толщина и соответственно скорость течения невелики, имеет место чисто ламинарное движение с плоской границей раздела фаз. В дальнейшем на поверхности пленки начинают возникать волны, приводящие к некоторому уменьшению средней толщины пленки конденсата.
Под влиянием волнообразования и общего увеличения толщины скорости течения пленки в последней начинают развиваться сначала квазитурбулентные, а затем и турбулентные пульсации. При турбулентном течении волны имеют обычно пилообразный характер с глубоким проникновением в глубь течения (рис. 19.2). Однако на осредненные характеристики течения эти волны влияют мало.
На поверхности конденсата устанавливается температура, практически равная температуре насыще- йпласта ння. Например, в случае конденсации чистого води- мо. ламинарнпга ного пара при атмосферном давлении переохлажде- " т"'нип пленки ние поверхности конденсатной пленки по сравнению с температурой насыщения составляет 0,02 —: 0,05 К. При капельной конденсации значительная часть поверхности охлаждения свободна от макроскопических слоев жидкости. Вследствие этого коэффициенты теплоотдачи при капельной конденсации паров ненеталлов значительно выше, чем при пленочной. Например, коэффициенты теплоотдачи при пленочной конденсации водяного пара атмосферного давления имеют порядок (7 — 12) ° 10а Вт/(ма ° К), а при капель- пленки конденсата ка ной конденсации — (4 — 10) ° 10а Вт1'(ма ° К), Практи- вертикальной поверхкочески в современных конденсаторах всегда происходит пленочная конденсация паров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
