Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Энергетика -> Кошкин В.К. -> "Нестационарный теплообмен " -> 41

Нестационарный теплообмен - Кошкин В.К.

Кошкин В.К., Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.А. Нестационарный теплообмен — М.: Машиностроение, 1973. — 328 c.
Скачать (прямая ссылка): nestacionarniyteploobmen1973 .djvu
Предыдущая << 1 .. 35 36 37 38 39 40 < 41 > 42 43 44 45 46 47 .. 110 >> Следующая

где /G, fiv — произвольные, но известные функции, Влияние нестационарностей (4.47) на коэффициент теплоотдачи может проявиться в основном через изменение во времени профиля температур и распределения турбулентной проводимости.
Как.показано в § 1.2, для турбулентных потоков в силу малости характерного времени Ат г, в течение которого может влиять на Nu(t) предыстория изменения граничных условий, Nu в данный момент времени определяется первыми производными и . Им соответствуют безразмерные критерии
дх дх
Кт и /CG. Различные критерии Кт, характеризующие тепловую нестаци-онарность граничного условия на стенке, приведены в § 4.2 и определяются по формулам (4.31) -f- (4.37). Некоторые критерии Kg, характеризующие нестационарность по расходу,
128
мость
показали специально про-
G= fair)', Ta, = fw{т),
(4.47)
приведены в § 1.2 [см. формулы (1.38), (1.43), (1.46)]. Наряду с ними можно получить, например, такие критерии:
= * , ; (4-48)
дх | G2— G{ | v
Ка. (4-49)
dx G0v
(4-50)
дх w2
где d — диаметр канала; G\ и G2— расходы в начальном и конечном установившихся процессах; v — коэффициент кинематической вязкости; G0 — характерный расход, например, для начала нестационарного процесса; w — среднерасходная скорость в данном сечении.
Можно также получить критерии и другой структуры:
Кве = dG дх d ' G Vb (4.51)
Ка gi = dG дх 1 G Vi-- (4.52)
KGg2 = dG дх 1 G ]/—’ V wg (4.53)
где jli — коэффициент динамической вязкости. В каждый критерий (4.51) — (4.53) в качестве масштаба расхода может входить не только текущий расход G, но и G0 и | G2—Gi|. Критерии типа (4.51) — (4.53) в отличие от критериев (4.48) — (4.50) при заданном законе изменения G не зависят от давления газа.
При нестационарностях (4.47) изменяются во времени Тг0 и профили скорости (главным образом, из-за изменения расхода). дТ
Влияние —- на нестационарный теплообмен проанализирова-дх
но в § 1.2 и 4.2. При —0 и Кт 0 и нагревании газа коэф-
дх
фициент теплоотдачи больше квазистационарного значения, а
при <0 и Кт < 0 он меньше. Как показано в § 2.2, при
дх
ускорении потока во времени касательное напряжение и турбулентная вязкость у стенки выше квазистационарных значений. Поэтому следует ожидать также увеличения Хт около стенки и теплоотдачи. При замедлении потока Ят около стенки и а будут меньше квазистационарных значений, если отсутствуют обратные токи. Эффект увеличения теплоотдачи при Kg > 0 будет ослабляться с повышением температуры газа у стенки за счет
9 Заказ 802 1 29
уменьшения плотности и усиливаться при понижении температуры газа у стенки.
Качественный анализ позволяет ожидать следующего влияния Кт и Kg на нестационарную теплоотдачу. При нагревании
Nu
газа, если Кт > 0 и Kg > 0, то К =--------> 1, а если Кт < 0 и
Nu0
Kg < 0, то К < 1. Если Кт > 0, а Ка < 0 или Кт < 0, а Ко > О, то значение К будет зависеть от соотношения критериев Кт и Kg.
Нестационарный коэффициент теплоотдачи должен зависеть от следующих безразмерных параметров:
Nu = f (Re, Рг, Кт, /Со) • (4.54)
Квазистационарное значение теплоотдачи Nuo определяется по формуле (4.39). Так как Рг = const, а влияние z/d аналогично в стационарных и нестационарных условиях, то можно записать
Nu=f0(Re, Рг, (Кт, Ко, Re, (4.55)
Задача эксперимента — найти эмпирическую зависимость
---/if/Сг, /С0, Re, -5s-V (4.56)
Nu0 \ Tb J
Для этого необходимо проанализировать изменение всех критериев, входящих в уравнение (4.56). Однако, так как эти критерии изменяются взаимосвязанно, обработку опытных дан-
т
ных вели в виде К = f(Kr, Kg), а влияние Re и —— учитывали
Т ь
соответственно через Kg и Кт- Исследованы следующие типы нестационарностей:
1. Одновременное увеличение расхода и снижение температуры стенки в различных сочетаниях, что достигалось заданием соответствующих законов увеличения расхода (резкое до G > С2, резкое без заброса G ^ G2, плавное) при постоянном тепловыделении в стенки трубы.
2. Одновременное уменьшение расхода и повышение температуры стенки (резкое с G < G2, резкое без заброса G ^ G2, плавное при постоянном тепловыделении).
Эксперименты проводили на экспериментальных участках, которые использовали для исследования нестационарной теплоотдачи с изменением тепловой нагрузки при нагревании газа (см. § 4.2). При нестационарных процессах дополнительно регистрировали расход газа с помощью термоанемометра. Эксперименты проводили в следующем диапазоне изменения параметров:
130
1) при увеличении расхода
Re! = 2,1 • 10* ч- 9,7 • 104; Re2 = 4,6 • 104 -н- 2,6-105; = 1,18 —1,45; =1,15 -=-• 1,3;
2
pj = (2,5-7,3)-105 Н/м2; p2 = (6,616,5)• 105 H/m2; G,/G2 = 0,24-^0,55;
2) при уменьшении расхода
Re, = 4,6-104 -г- 2,5 -105; Re2 = 2,1.104 - 9,7-104;
(TJTb)x= 1,14-4-1,30; (TJTb)2= 1,2+1,43; p\ = (5,6 — 17) 105 Н/м2; p'2 = (2,5-f-8)105 Н/м2; Gx/G2 = 1,8-b 3,66.
Изменение температуры стенки, температуры потока на выходе, давления газа на входе и выходе, расхода газа и коэффициента К для характерных законов наброса расхода показано на рис. 4.31—4.33. Резкий наброс расхода (см. рис. 4.31) осуществлялся следующим образом. После установления стационарного режима нагревания воздуха с расходом G\ быстро (за 0,01—0,03 с) открывался отсечной клапан. Это приводило к быстрому (за 0,1—0,3 с) увеличению расхода, который в силу гидродинамических особенностей контура установки затем сравнительно медленно (за 2—5 с) падал до нового стационарного значения G2. Температура тепловыделяющей трубки падала с убывающим темпом, асимптотически приближаясь к стационарному значению, соответствующему увеличенному весовому расходу.
Предыдущая << 1 .. 35 36 37 38 39 40 < 41 > 42 43 44 45 46 47 .. 110 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed