Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982) (1062114), страница 80
Текст из файла (страница 80)
3. При адиабатном дросселнроваиин газа (эффект Джоуля — Томсона) изменение температуры при значительном перепаде давлений можно оценить по уравнению [28] 0 = ап ЛР, (5. 3) где ан — интегральный коэффициент адиабатного дросселирования при перепаде давления в дросселе Лр. Простейший дроссель представляет собой отверстие в перегородке трубопро. вода, причем диаметр его значительно меньше диаметра трубопровода. Значения сая зависят от природы газа и ирн определенных соотношениях температуры и давления перед дросселем могут быть больше,меньше или равны пулю, При расчете и проектировании таких устройств обычно пользуются иитегральТаблица 51 Интегральный аффект Джоуля — Томсона длв воздуха при различных начальных температурах и давлениях (конечное давление равно 0,1 МПа) [28) ным или средним значением дроссель-эффекта, получаемым от дросселирования единицы массы или объема газа (значения этого коэффициента для воздуха приведены в табл.
5.1). 4. Кипение (испарение) и конденсация многих широко применяемых в технике жидкостей (воды, спиртов, аммиака, фреоиа и т. д.) сопровождается поглощением (выделением) значительных количеств теплоты. Количество теплоты, поглощаемое (выделяемое) в этих процессах, определяется из уравнения Еха (5. 41 где г — теплота испарения; ш — масса испарившегося (скоиденсировввшегося) веществаа.
Широкое распространение получнлн компрессорные фреоновые холодильные установки, работающие по испарительнокоидеисационному замкнутому циклу. Для хладопроизводительиосги до нескольких десятков киловатт используют поршневые, а для большей — лопаточные компрессоры !4). риде случаев для охлаждения можно использовать жидкости, кипящие при низких температурах.
5. Адиабатное расширение сжатых газов осуществляется с использованием специальных машин, работающих в области низких температур. Достигаемый при этом эффект охлаждения значительно превышает эффект, свойственный процессу дросселироваиия. Однако необходимость приме. пения машин для расширения' газа усложняет реализацию этого способа. При адиабатиом расширении газа по.
нижеиие температуры можно оценить по формуле [6): х — 1 в=та — т =т, 1 — ! — ! " ~, (5.5) х Ра где Т,— температура газа перед расширяющим устройством; Ра и Р, — соответственно давление за и перед расширением; х — показатель адиабаты. Следовательно, значение 0 зависит от перепада давлений, исходной температуры н свойств газа. Расширение может происходить с совершением и без совершения внешней работы.
Типичным холодильным агрегатом является воздушная турбохолодильная установка (ТХУ) [7], способная понижать температуру воздуха на несколько десятков градусов при высокой хладопроизводительиостн. Они весьма компактны, широхо применяются в авиапии. Для получения криогенных температур врн небольшой хлвдопроизводительиости и пользуются газовые холодилыгме машины (ГХМ), работающие по обратному циклу Стирлинга без совершения внешней работы [28). Равд. 5 Теалообиен в радиоэлектронной аппаратуре 282 вных с жима со на ба ации, я работаю нтельноя ряду печить руднодос ов, ум ного п избежав дорого значител истем о тационн» счете п нструкци треб и иного ся вите ов тепло мена оп отдачи и е значе видов т 2 200 — 600 5.3.
МЕТОДЫ РАСЧЕТА СТАЦИОНАРНОГО И НЕСТАЦИОНАРНОГО ТЕПЛООБМЕНА В РЭА а.а.г. РАсчет стАцнОнАРНОГО ТЕПЛООБМЕНА Н РЭА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕПЛОВык КОЭФФИЦИЕНТОВ И ТЕРМИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИИ Для описания процесса переноса теплоты от изотермической поверхности 1' с температурой Т» к изотермической поверхности или среде ! с температурой Т, необходимо знать аналитическую завнсимостгь связывающую Т», Т» с тепловым по- б. Одним из эффекти пособов обеспечения теплового ре временной РЭЛ, проектируемой зе комплексной микроминиатюриз вляется применение тепловых труб, щих по принципу замкнутого испар кондепсационного цикла.
Благодар свойств тепловые трубы могут обес эффективный отвод теплоты от т тупных теплоиапряженных элемент еньшить неравномерность температур оля по конструкции аппаратуры, применения более сложных и стоящих способов отвода теплоты, ьно со кратить размеры и массу с хлаждения, улучшить их эксплуа »е характеристики и в конечном озволя. ют создать оптимальные ко н РЭЛ, отвечающие современным ованням (3, 23) (см. равд. 8). Эффективность того ил способа охлаждения определяет нсивно. стью протекающих процесс обмена. Интенсивность теплооб ределяется коэффициентом тепло Ниже приведены ориентировочны пня и, Вт/(м'К), для различных еплообмена (9)» Свободная конвекция и излучение Вынужденная конвекция в воздухе и газах .
10 Свободная конвекция в масле н других жидкостях такой же плотности . . . . . . . 200 — 300 Вынужденная конвек. цня в масле и других жидкостях такой же плотности..... 300 — 1000 Свободная коивекция в воде . Вынужденная копеек. цня в воде . . . . . 1000 — 3000 Кипение воды .
. . , 500 †000 Капельиая конденсация водяных паров . . . 45000 — 120 000 Конденсация органических паров . . . . . 500 — 2000 током (),. Известгю, что между тепловым потоком Я» н разностью температур һ— ?'1 существует связь Т» — Т =ПОО1, (5.5) где П»1 — коэффициент пропорциональности. В общем случае П»»=Пц('Ть Тг). Для того чтобы определить структуру этого коэффициента, необходимо рассмотреть отдельные способы переноса теплоты. Л. Перенос теплоты теплопроводностью. Коэффициент пропорциональности П»1 при переносе теплоты теплопроводностью определяется следующим образом (9)1 Пц = — ) —, (5.7) 1 г'О(1)й? Ог 3 Л?г(?) 1, где 1» н 11 — координаты изотермических поверхностей ! и !.
Если между нзотермическимн поверхностями 1 и ! отсутствуют стоки нли ясточники энергии, то Я(1) не изменяется на пути между этими поверхностями, т. е. Я(1) =Ю»=сопз1, и выражение (5.7) приобретает вид; 11 »" Пц = ) —. (5.8) .) АР(О. 1 Коэффициент Пц, определенный выражением (5.8), называют термическим сопротивлением и обозначают ?2ц, а обрат- 1 ную величину — Оц — термической ??ц проводимостью среды между ».й и 1.й изотермическимя поверхностями. Если Я(1)~сонэ(, то коэффициент Пц описывается выражением (5.7) н называется тепловым коэффициентом.
Термическое сопротивление является частным случаем теплового коэффициента. Расчет термических сопротивлений в случае стационарной теплопроводиости для тел простейшей геометрии (плоская, цилиндрическая, сферическая стенки) приведен в п. 2.3.1.
При расчете термических сопротивлений элементов радиоэлектронных устройств часто встречаются такие случаи, когда тела соединены как последовательно, так и параллельно. Примером такого соединения может служить устройство для крепления некоторых радиодеталей к шасси с помощью болта (рис. 5.7, а). Корпус радиодетали ! Электрически изолирован от шасси »пайбами 3 н б нз . электроизоляциоиных материалов, которые одновременно являются и теплоизоляцией. Болт 2 отделен от шасси 4 воздушной прослойкой, поэтому теплообмен через прослойку между болтом и шасси практически отсутствует. Тепловой поток от радио- 4 5.3 Методы расчета теалообхзха 283 )(' )!и х +)ч )чзрз + , + ° (5.9) )!е гь ье гв Р у Ру Р опротнзление )с монтажного со- тх И-и (п — йе 1х)(5х — (х) может быть найдено на основа- Е, (з + вл сложения сопротивлений (рис.
6 6 )п — 'з ха хи Е 1 в х Таблица 52 Коэффициент йх теплопередачв в контакте различных пар контактирующих материалов (91 .то з, Втщм'К1 Условии иоитиити Хитериил Чистота обработки 65, удельная нагрузка свыше 10 МПа То же Медь — алюминий 100 55 50 40 Медь — медь Медь — латунь Медь — дюралюминий Дюралюминий — дюралюминий Сталь — медь Сталь — сталь Металл — краска — металл Металл — металл 8,4 1,5 0,5 ЗΠ— 64 Два листа толщиной 1 — 3 мм соединены внахлест при помощи заклепок. Длина лвстав 25 — 200 мм, расстояние между заклепками 20 — 40 мм Контакт стеклянного баллона электронной лампы с металлическим зкраном Чистые гладкие поверхности, высокое давление Резьбовое соединение Чистые гладкие поверхности, высокое дав- ление 6 — 23 Металл — стекло Сталь — сталь 2,6 1,7 3,1 Сталь —.
сталь Сталь — дюралюминий Рис. 5.7. Схематическое изображение (а) и тепловая схема (б) болтового соединения. детали к шасси поступает двумя путями: непосредственно через изоляцию 3 в более сложным путем через болт 2, гайку б и слой изоляции 5. На рис. 5.7, а путь теплового потока обозначен стрелками, тепловые потоки движутся параллельно, преодолевая термическое сопротивление Я' изоляции 3 в термическое сопротивление Ви нескольких последовательно соединенных злементов. Если предположить, что тепловой поток, проходящий через отдельные узлы системы, не рассеивается их боковыми поверхностями то ез льти ющее те мическое с единения нии прав 5.7, б): Рис. 5.8.
Оболочка в форме.параллелепи- педа. На рвс. 5.8 показана оболочкз, образованная наружным н знутреинвм параллелепипедами, првчем их центры в общем случае не совпадают. Для практических целей можно воспользоваться приближенными формулами (!О1: Разд. 5 Теплообмлн в родиозлектронггой аппаратуре 284 !.у !х — Лх р )и — "" !"х !р (5.11) (5.12) Таблица 53 Сводные данные дли расчета теплоотдачи при свободной конвекции [!5) Определяющий размер Огрг Примечание 1О' — 3,5 10' 0,25 Основано ва зкспсрииентах с воздухом и водой прн 1<6,5046 м Горизонтальный и вертикалы иый цилиндр, вертикальные пластины, шары, пря. наугольные тела 10~ — 10» Основано на зксперимеитах с воздухом 0,25 Высота Короткие вертикальные пластины В упрощенной форме для «оздухз лрн измеренных температурах и нормальном давлеиниг для Огрг 10'.
)ога О 29(йзд! 0,25. ОГРГ 10'. 1Он а 0,19ЫОЗК При другом давлении а меняется пропорционально корню квадратвону от давления 1От †'* 0,13 0.33 То же Для гЫ2>0,61 м следует принимать Па)2 0,61 м !пав диаметр шара) 0,25 0,33 10' — 10 >10' 0,65 О.И Шары Для горнювтальиых по. «ерхиостей, обращенных нагретой стороной вверх илн холодной стороной вниз. Можно применять к дискам, считая 1 0,9 м 0,26 0,33 10г — 2 10' 2.10' — 3 10о Они 0,14 Размер стороны Горнаонтальиые пластины теплофнзические свойства определяются при Г (Г с +Г щИ2 а10 — ' 1О' — ! О' Дчя шара и гори.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
