Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Теплоотдача воды

Теплоотдача - вода - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Теплоотдача - вода

Cтраница 1

Теплоотдача воды, поступающей в цилиндр, регулируется путем изменения расхода воды вентилями 4 и 7; снижение температуры воды и охлаждение инжекционного цилиндра - вентилем 4 ( воду из инжекционного цилиндра через вентиль 4 направляют на слив), а насосом подают в систему такое же количество холодной воды. [1]

Коэффициент теплоотдачи воды а 0э в настоящей работе экспериментально не определяли, а подсчитывали по соответствующим формулам. В определении авоз могла быть допущена некоторая погрешность вследствие возможной неточности в оценке авое. [3]

Процесс теплоотдачи воды характеризуется в первую очередь параметрами теплоотдачи от распыленной воды к орошаемой поверхности. [4]

Процесс теплоотдачи воды характеризуют в первую очередь параметры теплоотдачи от распыленной воды к орошаемой поверхности. [5]

Должен знать: технические условия и ГОСТы на испытание двигателей; конструктивные особенности обслуживаемых двигателей; методы регулирования двигателей по показаниям контрольно-измерительных приборов; методы подсчета мощностей и тягового усилия, расхода топлива и масла на основании произведенных замеров; определение теплоотдачи воды и масла. [6]

Коэффициент теплоотдачи при течении расплава солей, имеющего температуру 400 С, в трубке диаметром 25 мм со скоростью 0 9 м / сек равен 4200 ккал / м2 час С. Эта величина приблизительно соответствует величине коэффициента теплоотдачи воды при температуре, приблизительно равной 50 С. [7]

Для поддержания температуры в 21 приходится добавлять не более 4 м3 нагретой воды ежедневно, что составляет меньше 1 % всей емкости метантенка. Потеря тепла метантенком незначительна, несмотря на отсутствие теплонепроницаемой изоляции со стороны стен и отсутствие перекрытия сверху. Это объясняется относительно небольшой теплоотдачей воды с илом в метантенке. Приспособления для перемешивания содержимого метантенка отсутствуют. [9]

Процесс теплопередачи в секциях является достаточно сложным. Вода или масло, протекая по трубкам секции, отдает тепло путем конвекции стенкам трубок. Тепло за счет теплопроводности проходит от внутренней к наружной поверхности трубки, затем вновь с помощью конвекции передается охлаждающему воздуху. Коэффициенты теплоотдачи воды и воздуха далеко не равны: ав 4 000 Ч - 6 000 ккал. [10]

Непосредственное, или внутреннее, охлаждение обмоток. Для электрических машин мощностью 300 - 500 МВт и больше замкнутая система вентиляции с водородным охлаждением также оказывается недостаточной. Поэтому в таких машинах обмотка изготовляется из полых проводников и применяется внутреннее охлаждение этих проводников водородом при давлении до нескольких атмосфер или водой. Однако теплопроводность и коэффициент теплоотдачи воды значительно больше, чем у трансформаторного масла. Поэтому масло используется реже. [12]

Против широкого применения указанных уравнений практики часто выдвигают тот довод, что они являются сложными и мало наглядными. Эти возражения, однако, не являются обоснованными, так как именно благодаря применению принципа подобия указанные уравнения в значительной степени упрощаются. Безразмерные числа вообще являются наглядными в физическом отношении, если мы усвоим их значение и расположение величин в них. Конечно, найдется много инженеров, которые обойдутся еще более простыми уравнениями, например, в области аэротехники, где речь идет о нагреве воздуха, у которого в пределах от 0 до 150 критерий Прандтля является практически постоянным числом. В энергетических проблемах, в которых производятся расчеты теплоотдачи воды и водяного пара в некоторых случаях целесообразно также применять упрощенные формулы. Инженеры, работающие в химической или теплотехнической промышленности, лде применяются теплообменники с различными теплоносителями, могут с успехом использовать общие формулы. [13]

Против широкого применения указанных уравнений практики часто выдвигают тот довод, что они являются сложными и мало наглядными. Эти возражения, однако, не являются обоснованными, так как именно благодаря применению принципа подобия указанные уравнения в значительной степени упрощаются. Безразмерные числа вообще являются наглядными в физическом отношении, если мы усвоим их значение и расположение величин в них. Конечно, найдется много инженеров, которые обойдутся еще более простыми уравнениями, например, в области аэротехники, где речь идет о нагреве воздуха, у которого в пределах от 0 до 150 критерий Прандтля является практически постоянным числом. В энергетических проблемах, в которых производятся расчеты теплоотдачи воды и водяного пара в некоторых случаях целесообразно также применять упрощенные формулы. Инженеры, работающие в химической или теплотехнической промышленности, где применяются теплообменники с различными теплоносителями, могут с успехом использовать общие формулы. [14]

Страницы: 1

www.ngpedia.ru

Коэффициент теплоотдачи, формула и примеры

Определение и формула коэффициента теплоотдачи

Конвективный теплообмен — обмен теплотой между частями жидкости (газа), имеющими разную температуру или между жидкостью (газом) и твердым телом. Конвективный теплообмен между жидкостью и твердым телом называют теплоотдачей.

Этот коэффициент часто используют в гидроаэродинамике, когда исследуют конвективный теплообмен. Часто ее обозначают буквой $\alpha$

. Коэффициент $\alpha$ равен:

$\alpha =\frac{q}{\Delta T}\left(1\right),$

где — плотность теплового потока, $\Delta T$ — температурный напор. Величина q — это количество теплоты, которое передается через единичную площадь поверхности тела в единицу времени. $\Delta T$ находят как модуль разности температур жидкости и поверхности тела. Иногда температурный напор находят, например, в случае обтекания тела потоком сжимаемой жидкостью, $\Delta T$

считают равным модулю разности температуры жидкости далеко от тела и температурой поверхности тела, которая была бы в отсутствии теплообмена.

Коэффициент теплоотдачи зависит от скорости потока носителя тепла, вида течения, какова геометрия поверхности твердого тела и т.д. Это сложная величина и ее невозможно определить общей формулой. Обычно коэффициент теплоотдачи находят экспериментально.

Так, для условий свободной конвекции воздуха: $5\le \alpha \le 25$ (Вт/м2К), воды: $20\le \alpha \le 100$ (Вт/м2К). При вынужденной конвекции величины коэффициента теплоотдачи колеблются в пределах: для воздуха: $10\le \alpha \le 200$

(Вт/м2К), для воды: $50\le \alpha \le 10000$ (Вт/м2К).

Формула Ньютона-Рихмана

Коэффициент теплоотдачи входит в выражение для потока тепла в веществе жидкой или газообразной среды с интенсивным изменением температуры при увеличении расстояния от охлаждаемого или нагреваемого объекта:

$Q=\alpha \left(T_{sr}-T_{pov}\right)S\left(2\right),$

где — количество теплоты, которая отводится от поверхности, имеющую площадь S, $T_{sr}$

— температура вещества (жидкости, газа), $T_{pov}$ — температура поверхности тела. Выражение (2) называется формулой Ньютона — Рихмана.

Так как интенсивность теплообмена может изменяться при передвижении вдоль площади соприкосновения жидкого носителя с поверхностью твердого тела, вводят местный коэффициент теплоотдачи, который равен:

$\alpha =\frac{dQ}{\left(T_{sr}-T_{pov}\right)dS}=\frac{q}{T_{sr}-T_{pov}}(3)$

На практике чаще применяют средний коэффициент теплоотдачи $\left\langle \alpha \right\rangle$ , вычисляя его по формуле:

$\left\langle \alpha \right\rangle =\frac{Q}{\left(T_{sr}-T_{pov}\right)S}\left(4\right),$

где температуры берут средние для поверхности и для вещества.

Дифференциальное уравнение теплоотдачи

Дифференциальное уравнение теплоотдачи показывает связь между коэффициентом теплоотдачи и полем температур среды (жидкости или газа):

$\alpha =-\frac{\varkappa }{\Delta T}{\left(\frac{\partial T}{\partial n}\right)}_{n=0}\left(5\right),$

где $\Delta T=T_{sr}-T_{pov}$ , $\frac{\partial T}{\partial n}$ — градиент температуры, индекс n=0 значит то, что градиент берут на стенке.

Критерий Нуссельта

Критерий Нуссельта () является характеристикой теплообмена на границе между жидкостью и стеной:

$Nu=\frac{\alpha l}{\varkappa }\left(5\right),$

где — характерный линейный размер, $\varkappa$ — коэффициент теплопроводности жидкости. Для стационарного процесса критерий Нуссельта находят, используя критериальное уравнение конвективного теплообмена:

$Nu=A\cdot {Re}^n{Pr}^m{Gr}^k\left(6\right),$

где A,n,m,k- постоянные. — критерий Рейнольдса, — критерий Прандтля, — критерий Грасгофа.

Коэффициент теплоотдачи и его связь с коэффициентом теплопередачи

Коэффициентом теплопередачи через плоскую стенку связан с коэффициентами теплоотдачи выражением:

$k=\frac{1}{\frac{1}{{\alpha }_1}+\frac{d}{\varkappa }+\frac{1}{{\alpha }_2}}\left(7\right),$

где ${\alpha }_1$ — коэффициент теплоотдачи от первой среды к стенке, ${\alpha }_2$ — коэффициент теплоотдачи от стенки ко второй среде, — толщина стенки, $\varkappa$ — коэффициент теплопроводности стенки.

Единицы измерения

Основной единицей измерения коэффициента теплоотдачи в системе СИ является:

$\left[\alpha \right]$ =Вт/м2К

Примеры решения задач

ru.solverbook.com

Полные коэффициенты теплообмена 2х сред для распространенных комбинаций жидкостей и поверхностей теплопередачи через тонкую стенку .

tehtab.ru

ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ:

БОНУСЫ ИНЖЕНЕРАМ!:

МЫ В СОЦ.СЕТЯХ:

Навигация по справочнику TehTab.ru:

главная страница / / Техническая информация / / Физический справочник / / Тепловые величины, включая температуры кипения, плавления, пламени и т.д ...... / / Конвекционный и полный теплообмен. Коэффициенты теплообмена. Коэффициенты тепловой проводимости поверхностей. / / Полные коэффициенты теплообмена 2х сред для распространенных комбинаций жидкостей и поверхностей теплопередачи через тонкую стенку .

Полные коэффициенты теплообмена 2х сред для распространенных комбинаций жидкостей и поверхностей теплопередачи через тонкую стенку .

Коэффициент теплообмена предназначен для вычисления полного теплообмена через стену или теплообменник. Он зависит от рабочих сред и их свойств на обеих сторонах стены, свойств самой стены и поверхности теплопередачи.

Для чистых (однокомпонентных) жидкостей (still fluids) средние значения общего коэффициента теплообмена при разных комбинациях рабочих сред с обеих сторон стены и её типа представлены в таблице ниже:

Рабочая среда	Поверхность теплопередачи	Рабочая среда	Общий коэффициент теплообмена
Рабочая среда	Поверхность теплопередачи	Рабочая среда	(Вт/м2К)	(БТЕ/фут2 час oF)
Вода	Чугун	Воздух или газ	7.9	1.4
Вода	Углеродистая сталь	Воздух или газ	11.3	2.0
Вода	Медь	Воздух или газ	13.1	2.3
Вода	Чугун	Вода	230 - 280	40 - 50
Вода	Углеродистая сталь	Вода	340 - 400	60 - 70
Вода	Медь	Вода	340 - 455	60 - 80
Воздух	Чугун	Воздух	5.7	1.0
Воздух	Углеродистая сталь	Воздух	7.9	1.4
Пар	Чугун	Воздух	11.3	2.0
Пар	Углеродистая сталь	Воздух	14.2	2.5
Пар	Медь	Воздух	17	3.0
Пар	Чугун	Вода	910	160
Пар	Углеродистая сталь	Вода	1050	185
Пар	Медь	Вода	1160	205
Пар	Нержавеющая сталь	Вода	680	120

1 БТЕ/фут2 час oF = 5.678 Вт/м2К = 4.882 ккал/час м2oC

Ахтунг! Эти коэффициенты очень приблизительные. Они зависят от перемещения рабочей среды в пространстве (скорости), их вязкости, от состояния теплообменных поверхностей, от величины разницы температур и т.д. Для более точных вычисленией, всегда проверяйте технологические данные.

↓Поиск на сайте TehTab.ru - Введите свой запрос в форму

Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу.

TehTab.ru

Реклама, сотрудничество: [email protected]

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями. Rambler's Top100

теплоотдача

Теплоотдача охлаждаемой воды в брызгальном бассейне зависит не от скорости воздуха (ветра) и не от поверхности относительно медленно движущейся воды, как в пруде, а от скорости движения капель, особенно на начальных и конечных участках их пути. Скорость эта достигает 6—12 м/сек и во много раз превышает (при средних скоростях ветра) скорость движения воздуха в пределах брызгального бассейна. Поэтому скорость движения капель в основном и определяют интенсивность теплообмена, увеличивающуюся по мере уменьшения размера капель.[ ...]

Теплоотдача от воды воздуху в охладителях зависит от температуры охлаждаемой воды и метеорологических условий; она тем больше, чем больше разность между температурами воздуха и воды, чем меньше относительная влажность воздуха при данной его температуре и чем больше количество воздуха, вступающего в теплообмен с водой в единицу времени. Поступающий в охладитель воды атмосферный воздух выходит из него нагретым и с повышенной, относительной влажностью.-. Теоретическим пределом охлаждения воды воздухом является та температура воды при которой приток тепла от воздуха (2Р конвекций [ ...]

Теплоотдача охлаждаемой воды в брызгальном бассейне зависит не столько от скорости воздуха (ветра) и от поверхности относительно медленно движущейся воды, как в пруду, а главным образом от скорости движения капель, особенно на начальных и конечных участках.[ ...]

При теплоотдаче менее 0,05 вт]см2 негерметизированные наземные приборы охлаждаются за счет естественного воздушного теплообмена. В герметизированных блоках и приборах при тепловыделении 0,01 вт/см2 — естественное воздушное охлаждение, при 0,03—0,06 вт/см2 — наружный обдув и при тепловыделении ■более 0,06 вт/см2 — наружный обдув и внутренняя вентиляция.[ ...]

Расчетную теплоотдачу кирпичных огневых (газовых) калориферов при толщине стенки 250 мм следует принимать не выше 700— 750 ккал/м2.[ ...]

По способу теплоотдачи различают конвективные и радиационные нагревательные приборы, а отсюда и системы отопления. При конвекционной системе преобладает конвективное, т. е. переданное путем конвекции, тепло, при радиационном отоплении — излучение (лучистое тепло).[ ...]

Увеличение теплоотдачи в стенки приводит к перегреву двигателя и может вызвать местные разрушения поверхности камеры сгорания и днища поршня. Кроме того, работа двигателя с детонацией ведет повышенному износу деталей.[ ...]

При расчете теплоотдачи между слоем и поверхностью теплообмена нужно знать среднеинтегральную разность температур Д1 между переменной температурой и практически постоянной температурой слоя. В данном случае величина а зависит от указанных выше факторов, в том числе от расположения и конструкции поверхности теплообмена.[ ...]

КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛООТДАЧИ. См. закон охлаждения Ньютона.[ ...]

Коэффициент теплоотдачи от стенки резервуара в атмосферу с учетом теплоотдачи конвекцией и лучеиспусканием определяется по графикам на рис. 18.[ ...]

Коэффициент теплоотдачи а1 от конденсирующегося пара к стенке определяем по зависимости методом последовательных приближений, задаваясь разностью температур конденсации пара и стенки (°С).[ ...]

Коэффициент теплоотдачи авп вычисляется по формуле (3.2) с использованием известных конструктивных показателей и в зависимости от изменяющейся холодопроизводительности. испарителя кондиционера.[ ...]

Коэффициент теплоотдачи ан вычисляется в зависимости от заданной конструкции и расхода воздуха через испаритель по соответствующим опытным формулам (см. гл. Коэффициент эффективности наружной поверхности г]н вычисляется по формуле (3.5).[ ...]

Коэффициент теплоотдачи колеблется в значительных пределах и зависит в основном от температуры, при которой ведется выпаривание, и температуры воздуха.[ ...]

Коэффициент теплоотдачи

В таких условиях коэффициент теплоотдачи от стенки ко вторичному пару на несколько порядков ниже, чем к раствору, в результате чего производительность аппарата резко уменьшается. При увеличении полезного температурного напора производительность аппарата возрастает (увеличивается скорость вползания пленки), но лишь до некоторого предела. Этот предел называется критической тепловой нагрузкой, после прохождения которой наступают условия «сухой стенки», и производительность резко уменьшается. Таким образом, существует оптимальная высота уровня и полезный температурный напор, которые определяются опытным путем с учетом экономических соображений.[ ...]

Получение одинаковой поверхности теплоотдачи при расчете по обоим методам не является правилом.-Действительно, если бы, например, при всех прочих одинаковых исходных данных в примерах I и III была задана начальная температура воздуха не --30, а —20° С, то результаты расчета секций первого подогрева были бы следующими (см. табл. 6) .[ ...]

Следует отметить, что коэффициент теплоотдачи в теплообменниках с кипящим слоем получается более высоким, чем в обычных газовых рекуперативных трубчатых теплообменниках. Его значение возрастает, если кипящий слой имеет высокую температуру, и кроме конвекции теплота передается излучением.[ ...]

Учитывая, что в зимний период явная теплоотдача человека фч.к-л составляет в помещении около 75 ккал/ч, для этих условий получим 4т — 29 — 0,574- Эта зависимость подтверждена экспериментально с отклонениями =tl,5°C.[ ...]

Полученные в опытах значения коэффициентов теплоотдачи аи и ак показывают, что лимитирующей является теплоотдача с наружной поверхности ТТ к воздушным потокам. Поэтому опытные образцы теплообменников из бесфитильных ТТ изготовлялись с оребрением наружной поверхности из медных трубок длиной 500 мм, наружным диаметром 15 мм и толщиной стенок 1 мм, Оребрение было из алюминиевых пластин толщиной 0,75 мм и высотой ребра 8 мм, шаг пластин 4,35 мм. Такие ТТ закреплялись в перегородке, выполнявшей роль адиабатной зоны. Длина зоны испарения составляла 330 мм, а зоны конденсации 165 мм. Трубки заряжались фреоном 11 на 30—33% своего объема.[ ...]

Величиной лучистой составляющей коэффициента теплоотдачи в расчетах обычно удается пренебречь ввиду значительной теплопрозрачности (диатермичности) газов. Величину оц. можно оценить исходя из так называемого предельного закона Нуссельта, дающего минимальное значение коэффициента теплоотдачи для шаровой частицы из расчета, что тепло передается только молекулярной теплопроводностью через неподвижный слой газа, окружающего частицу.[ ...]

Таким образом, этот коэффициент характеризует скорость повышения (или понижения) температуры, а значит, и тепловыделений во времени. Зависимость от времени т (32) является экспонентой, а обратная величина коэффициента при т [т. е. сгдртгдр/(агдр/7гдр) ] постоянной времени Тг др.[ ...]

Трубу желательно поставить металлическую, у нее более высокая теплоотдача при топке. Можно из жести, водосточную, но только из черного железа. Из оцинкованного ставить НЕЛЬЗЯ - накаляясь, она будет травить воздух всякой цинковой гадостью.[ ...]

Преобразовав выражение (VII.10), получим а — —f(l, g, v, а). Так как коэффициент теплоотдачи не зависит от геометрических размеров объекта, следовательно, процесс автомоделей по отношению к этому показателю, и при изучении осаждения твердых частиц в жидкости необходимо знать происхождение и характер конвективных токов, препятствующих этому процессу. При свободной конвекции движение происходит под влиянием сил, обусловленных изменением плотности жидкости. Свободная (естественная) конвекция возникает только тогда, когда изменение плотности происходит в поле тяжести и когда градиент плотности направлен нормально к полю тяжести, причем так, что плотность возрастает снизу вверх.[ ...]

С увеличением размера частиц интенсивность их движения падает и коэффициент теплоотдачи уменьшается. Такое явление сохраняется до тех пор, пока размер частиц не превосходит 1-2 мм. Дальнейший рост диаметра частиц может сопровождаться увеличением а вследствие возрастания скорости ожижающего агента и, следовательно, конвективной составляющей теплоотдачи.[ ...]

Анализ полученных выражений показывает, что кондуктивная составляющая коэффициента теплоотдачи (Ор) зависит обратно пропорционально от диаметра частицы.Следовательно, увеличение коэффициента теплоотдачи достигается при уменьшении размера частиц. Для несферических частиц получаются меньшие значения Оу.[ ...]

Когда / > 0, оба процесса действуют в одном направлении, вызывая охлаждение воды. При [ ...]

Теплообмен между кипящим слоем и твердой поверхностью, по-груженной в слой, характеризуется коэффициентом теплоотдачи а, на величину которого большое влияние оказывают скорость газа, размер частиц материала, слоя и геометрические характеристики системы.[ ...]

Еще более существенным является второй фактор, обусловленный наличием льда и играющий важнейшую роль в термике холодных морей. Это — теплоотдача сквозь ледяной покров, теплоотдача, которая коренным образом меняется под действием такого хорошего теплового изолятора, как лед.[ ...]

Основываясь на этих данных, можно подсчитать необходимое термическое сопротивление ограждений.[ ...]

Поддержание постоянства температуры тела у гомойотермных осуществляется как на органном уровне, так и на субклеточном — молекулярном. Регуляция теплоотдачи проведением и излучением основана на изменении кожного кровообращения. При высоких внешних температурах сосуды внутренних органов суживаются, а кожные расширяются, что усиливает теплоотдачу; при низких температурах — наоборот, и теплоотдача резко сокращается. Отдача тепла испарением обеспечивается потоотделением, так как испарение пота охлаждает организм. Испарение 1 г пота отнимает у организма около 2.0 кДж тепла. При повышении внешней температуры потоотделение резко увеличивается: до 0.5 —1.0 л/ч, т. е. доходит до 24 л/сут. У животных, не имеющих потовых желез (например, у собак), местом испарения влаги является слизистая оболочка языка и полости рта. Всем известно, что во время жары собака раскрывает пасть, высовывает язык и учащенно дышит: вместо испарения пота происходит испарение слюны.[ ...]

Недостаточно плотный контакт высушиваемой бумаги с горячей поверхностью сушильного цилиндра и наличие между ними воздушной прослойки также является причиной уменьшения коэффициента теплоотдачи от цилиндра к бумаге. Этот ко-, эффициент не является постоянным на всех цилиндрах сушильной части бумагоделательной машины: он выше на первых сушильных цилиндрах, где бумажное полотно наиболее влажное, и ниже в конце сушильной части, где бумажное полотно уже в значительной степени высохло.[ ...]

УРАВНЕНИЕ ТЕПЛОВбГО БАЛАНСА — 1) количественное соотношение между величинами тепловых потоков, входящих и выходящих за пределы рассматриваемого контура за единицу времени; 2) соотношение теплопродукции и теплоотдачи (различными способами) у теплокровных животных и человека.[ ...]

В ряде случаев в охлаждающих системах оборотного (а иногда и прямоточного) водоснабжения имеются химические (солевые) отложения (рис. 163), состоящие в основном из СаСОз. Карбонатные отложения (как и биологические обрастания) снижают теплоотдачу и производительность аппаратов, уменьшают пропускную способность трубопроводов и сооружений. Очистка аппаратов, машин и сооружений от солевых отложений является сложным, трудоемким и дорогим процессом, для осуществления которого их выключают.[ ...]

Главной особенностью радиационного режима атмосферы является парниковый эффект, который заключается в том, что КВ радиация большей частью доходит до земной поверхности, вызывая ее нагрев, а ДВ излучение от Земли задерживается атмосферой, уменьшая при этом теплоотдачу Земли в космос. Атмосфера является своего рода теплоизолирующей оболочкой, которая препятствует охлаждению Земли. Увеличение процентного содержания С02, паров Н20, аэрозолей и т. п. будет усиливать парниковый эффект, что приводит к увеличению средней температуры нижнего слоя атмосферы и потеплению климата. Основным источником теплового излучения атмосферы является земная поверхность.[ ...]

Преимуществом противоточной схемы является меньшая, чем при прямоточной, средняя вязкость раствора в МВУ в связи с одновременным повышением температуры раствора и его концентрации, а это способствует увеличению производительности установки вследствие повышения коэффициента теплоотдачи к кипящему раствору, а также менее интенсивного отложения осадка (в основном ГАСН) на теплообменных поверхностях из-за увеличения растворимости его при повышении концентрации раствора. Повышенная температура в продукционном корпусе позволяет получить крупные кристаллы солей, поэтому соли хорошо сгущаются и отделяются от раствора.[ ...]

Имеется ряд публикаций, в которых говорится о положительном влиянии магнитной обработки на отложения другого вида. Так, в работе [12, с. 196—197] описаны результаты применения магнитной обработки в производстве натриевой селитры. Образование инкрустаций на стенках выпарных аппаратов уменьшилось, что привело к увеличению теплоотдачи на 2,3% и снижению расходов на их очистку. Аналогичный эффект отмечен в производстве соды [12, с. 201—202]. Уменьшается загипсовывание тарелок приколонков, используемых в производстве аммиака, при этом их пропускная способность возрастает в 4 раза [12, с. 296—298]. В производстве фосфорной кислоты применение магнитной обработки позволило снизить отложения фосфогипса в аппаратуре. Так, на Гомельском химическом заводе при выпарке фосфорной кислоты в углеграфитовых теплообменниках отлагается фосфогипс. Применение магнитной обработки позволило уменьшить эти отложения в 2—4 раза. Обработка сахарного сока и мелассы дала возможность увеличить период между чистками испарителей с 6 до 52 дней [141]. Таким образом, магнитная обработка растворов является действенным средством борьбы с самыми различными инкрустациями.[ ...]

При выборе частиц загрязнителя следует исходить из условий их моделирования. Для моделирования натурной среды можно выбрать любую маловязкую жидкость, однако наиболее подходящей следует считать дистиллированную воду. Выбор такой среды обусловлен доступностью и безопасностью проведения исследований. Кроме того, коэффициенты теплоотдачи для воды весьма точно определены, что является важным для теплового подобия. Физические и химические свойства воды изучены достаточно хорошо.[ ...]

Но только настоящие «теплокровные», гомойотермные животные — птицы и млекопитающие — могут поддерживать постоянную высокую температуру тела при значительных изменениях температуры среды. Они располагают совершенными нервными и гормональными механизмами активной теплорегу-ляции, которые включают не только средства эффективной регуляции теплоотдачи (посредством изменений периферического кровотока, дыхания, потоотделения и теплопроводности шерсти), но и изменения интенсивности окислительных процессов и теплопродукции внутри организма. Благодаря этому температура внутренних частей тела в значительных пределах не зависит от температуры среды. Поэтому птиц и млекопитающих называют еще эндотермными организмами. У некоторых из них механизмы терморегуляции достигают большой мощности. Так, песец, полярная сова и белый гусь легко переносят сильный холод без падения температуры тела и при поддержании разности температур тела и среды в 100 и более градусов. Благодаря толщам подкожного жира и особенностям периферического кровообращения превосходно приспособлены к длительному пребыванию в ледяной воде многие ластоногие и киты.[ ...]

Дело в том, что растения, в отличие от животных, в борьбе за жизнь и сохранение потомства не могут убежать или улететь от непогоды, спрятаться в защищенном месте. Поэтому они по своей природе очень чувствительны и заблаговременно реагируют на малейшее изменение состояния атмосферы. Одни растения перед дождем закрывают цветки, чтобы защитить от повреждения пыльцу и уменьшить теплоотдачу; другие — при низкой относительной влажности воздуха уменьшают испарение, обильно выделяя ароматный нектар, привлекающий крылатых тружениц — пчел и других насекомых; третьи — «плачут» липкими капельками сока; четвертые — меняют форму и положение листьев. Подмечая изменения в поведении растений, наблюдательные люди могут предсказать погоду.[ ...]

Повышение температуры среды за пред елы термонейтральной зоны также вызывает повышение уровня обмена веществ, что вызвано включением механизмов активизации отдачи тепла, требующих дополнительных затрат энергии на свою работу. Так формируется зона физической терморегуляции (и— ), на протяжении которой температура также остается стабильной. По достижении определенного порога (/5) механизмы усиления теплоотдачи оказываются неэффективными, начинается перегрев и в конце концов гибель организма (6).[ ...]

Наиболее распространенные конструкции прозрачных ограждений (окон) кабины — тонкослойные. Однако практически стационарная теплопроводность наступала уже через 1—3 мин, а по истечении 5 мин отношение разности установившихся через 50 мин температур и текущего значения температур стекла и воздуха не превышало 2%. Это позволяет при определении эффективности различных конструктивных вариантов прозрачных ограждений без существенных погрешностей применять методы расчета стационарной теплопередачи; это — первое допущение.[ ...]

На самом деле такое развитие не продолжается до бесконечности, поскольку в действие вступают определенные уравновешивающие механизмы. Обычно ими оказываются различные формы диссипации. Их примеры рассмотрены в последнем разделе главы. Один из примеров — модель Антарктического циркумполярного течения, для которого вынуждающей силой является ветер, а диссипативным механизмом — донное трение. Другой пример — атмосфера, приводимая в движение силами плавучести с диссипативными факторами — ньютоновой теплоотдачей и рэлеевским трением. Это приводит к модели атмосферной циркуляции, рассмотренной в 1686 г. Галлеем [284] и в 1735 г. Гадлеем [283].[ ...]

Типичным представителем пленочных аппаратов, предназначенных для выпаривания фильтрованных некристаллизующихся растворов, является аппарат «Центритерм», выпускаемый с 1962 г. шведской фирмой «Альфа-Ловаль» [71]. Центробежный выпарной аппарат с погруженной поверхностью нагрева [72] изготовлен одесским заводом «Продмаш». Схема аппарата представлена на рис. 1-10. При вращении ротора возникают значительные относительные скорости движения жидкости. При этом существенно интенсифицируется теплообмен при испарении, снижаются отложения, повышается коэффициент теплоотдачи при конденсации пара вследствие уменьшения толщины пленки конденсата.[ ...]

Мелкие частицы можно перерабатывать в кипящем (псевдо-ожиженном) слое, что реализовано в печах КС - кипящего слоя (рис. 5.25,6). Пылевидный колчедан подается через питатель в реактор. Окислитель (воздух) подается снизу через распределительную решетку со скоростью, достаточной для взвешивания твердых частиц. Их витание в слое предотвращает слипание и способствует хорошему контакту их с газом, выравнивает температурное поле по всему слою, обеспечивает подвижность твердого материала и его переток в выходной патрубок для вывода продукта из реактора. В таком слое подвижных частиц можно расположить теплообменные элементы. Коэффициент теплоотдачи от псевдоожиженного слоя сравним с коэффициентом теплоотдачи от кипящей жидкости, и тем самым обеспечены эффективные теплоотвод из зоны реакции, управление его температурным режимом и использование тепла реакции. Интенсивность процесса повышается до 1000 кг/(м2 ■ ч), а концентрация 802 в обжиговом газе - до 13-15%. Основной недостаток печей КС - повышенная запыленность обжигового газа из-за механической эрозии подвижных твердых частиц. Это требует более тщательной очистки газа от пыли - в циклоне и электрофильтре. Подсистема обжига колчедана представлена технологической схемой, показанной на рис. 5.26.[ ...]

Существует несколько методов определения теплового баланса, основными из которых являются полуэмпирические методы, базирующиеся на непосредственных иструментальных измерениях, специальные теоретические и эмпирические формулы, изложенные в специальных работах. Определение элементов теплового баланса осуществляется обычно для годового цикла, т. е. определяют средние суточные и средние месячные их значения в калориях с 1 см2 поверхности моря за год. Можно рассчитать и многолетние значения элементов теплового баланса. Результаты этих расчетов сводят в таблицы, графики и схемы распределения элементов в пределах моря или океана. На рис. 11, заимствованном у В. В. Шу-лейкина, изображен ход элементов теплового баланса Черного моря, из которого видно, как с марта начинается нагревание, продолжающееся до начала сентября, когда приход тепла превосходит расход, а с сентября начинается остывание — теплоотдача в атмосферу увеличивается, и количество тепла, поступающего в одну часть года, расходуется деятельным слоем в другую часть года.[ ...]

Приземный слой тропосферы в наибольшей степени испытывает антропогенное воздействие, основным видом которого является химическое и тепловое загрязнение воздуха. Температура воздуха испытывает наиболее сильное влияние урбанизации территории. Температурные различия между урбанизированной территорией и окружающими ее неосвоенными человеком участками связаны с размерами города, плотностью застройки, синоптическими условиями. Тенденция к повышению температуры имеется в каждом маленьком и большом городе. Для крупных городов умеренной зоны контраст температуры между городом и пригородом составляет 1—3° С. В городах уменьшается альбедо подстилающей поверхности (отношение отраженной радиации к суммарной) в результате появления зданий, сооружений, искусственных покрытий, здесь более интенсивно поглощается солнечная радиация, накапливается конструкциями зданий поглощенное днем тепло с его отдачей в атмосферу в вечернее и ночное время. Уменьшается расход тепла на испарение, так как сокращаются площади с открытым почвенным покровом, занятым зелеными насаждениями, а быстрое удаление атмосферных осадков системами дождевой канализации не позволяет создавать запас влаги в почвах и поверхностных водоемах. Городская застройка приводит к формированию зон застоя воздуха, что приводит к ее перегреву, в городе также изменяется прозрачность воздуха из-за увеличенного содержания в нем примесей от промышленных предприятий и транспорта. В городе уменьшается суммарная солнечная радиация, а также встречного инфракрасного излучения земной поверхности, которое совместно с теплоотдачей зданий приводит к появлению местного «парникового эффекта», т. е. город «накрывается» покрывалом из парниковых газов и аэрозольных частиц. Под влиянием городской застройки изменяется количество выпадаемых осадков. Основным фактором этого служит радикальное снижение проницаемости для осадков подстилающей поверхности и создание сетей по отводу поверхностного стока с территории города. Велико значение огромного количества сжигаемого углеводородного топлива. На территории города в теплое время наблюдается снижение значений абсолютной влажности и обратная картина в холодное время — в черте города влажность выше, чем за городом.[ ...]

ru-ecology.info

Теплоотдача к воде при естественной циркуляции

Максимально допустимый коэффициент теплоотдачи при вынужденной или естественной циркуляции органических теплоносителей составляет 1700—2800 Вт/(м -°С), а воды и водных растворов низкой концентрации 5700- -11 400 Вт/(м -°С). [c.383]

Коэффициент теплоотдачи а в ккал/м час °С стенки трубки к воде при естественной циркуляции [c.39]

Соответственно изменению гидродинамической обстановки изменяются не только распределение температур по высоте трубы, но и условия теплопередачи. Последние в большой степени зависят от условий циркуляции жидкости. В аппаратах с заполненными трубами греющей камеры циркуляция создается принудительно с помощью циркуляционного насоса или организуется за счет различия плотностей парожидкостной смеси и светлой , не кипящей жидкости (естественная циркуляция). Скорость движения жидкости в аппаратах с принудительной циркуляцией определяется производительностью циркуляционного насоса. В аппаратах с естественной циркуляцией (см. рис. IV. 30) скорость движения жидкости в большой степени зависит от уровня светлой жидкости — возрастает с его увеличением. На рис. IV. 35 приведены данные об изменении коэффициента теплоотдачи по высоте трубы диаметром 33,7 мм при кипении в ней воды от видимого уровня жидкости (отношения уровня светлой жидкости к высоте трубы). Как следует из рис. IV. 35, локальные коэффициенты теплоотдачи, особенно при малых видимых уровнях жидкости, сильно изменяются по высоте. [c.375]

Коэффициент теплоотдачи для воды ири кипении ее в условиях ядерного режима, наличии только естественной циркуляции и при давлениях от 0,2 до 100 ата можно определить ло одной из двух формул [c.319]

ТЕПЛООТДАЧА К ВОДЕ ПРИ ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ [c.59]

Для условий естественной циркуляции воды значение коэффициента теплоотдачи от воды к поверхности льда находят по формуле А. Г. Ткачева. [c.276]

Пример 9. Изопропиловый спирт нагревается горячей водой в сосуде большого объема, оборудованном рубашкой. Определить коэффициент теплоотдачи от стенки сосуда к изопропиловому спирту при его свободной (естественной) циркуляции в сосуде, если средняя температура спирта = 60° С, средняя температура стенки сосуда = 70° С. Высота активной (теплопередающей) стенки равна 0,8 м. [c.69]

В настоящее время нет еще обобщенных формул для определения коэффициента теплоотдачи в трубках при кипении этой жидкости. Проводились только единичные опыты, чаще в сосудах большого объема и как исключение на единичной вертикальной трубе [25]. Обработка опытов, проведенных на единичной трубе с естественной циркуляцией при разном характере движения паро-жидкостной эмульсии дифенильной смеси, осуществлялась для разности температур стенка — жидкость, равной 1—100° С. Опыты показали, что при At коэффициент теплоотдачи возрастает с увеличением At, а при At > 14° С — уменьшается с увеличением At. С повышением давления в трубе коэффициент теплоотдачи возрастает. Изменение коэффициента теплоотдачи в зависимости от разности температур показано на фиг. 109. Характер изменения коэффициента теплоотдачи при кипении дифенильной смеси идентичен характеру изменения коэффициента теплоотдачи при кипении воды. [c.175]

Киршбаум и другие [53] нашли, что в некоторых экспериментах с принудительной циркуляцией видимый коэффициент теплоотдачи менее зависит от, чем при естественной циркуляции и повышается с увеличением входной скорости и температуры насыщения. Для кипения использовалась значительно меньшая часть трубы, чем при естественной циркуляции. Распределение температур в одиночной вертикальной медной трубе (диам. 44,7 м и длиной 6,1 м), окруженной рубашкой с конденсирующимся паром, измеряли Брукс и Бэджер [19]. Было обнаружено, что значительная часть трубы использовалась для подогрева на участке кипения были определены действительные коэффициенты теплопередачи для дистиллированной воды, кипящей в пределах от 66 до 93°. Данные опытов показывают, что ид увеличивается с увеличением общей разности температур. [c.545]

Известно, что при кипении жидкости в трубе, даже в условиях оптимального режима естественной циркуляции, локальные значения коэффициента теплоотдачи по длине трубы неодинаковы. Увеличение коэффициента теплоотдачи в верхних участках трубы, в большинстве своем, исследователи [1]—[7] объясняют возрастанием (до известного предела) паросодержания на данном участке трубы. При дальнейшем повышении паросодержания, когда количество жидкости в потоке уменьшается до значения 5% по объему, коэффициент теплоотдачи начинает снижаться. Так, например, в работах [3], [7] и др. отмечается, что с паросодержания 60—70% теплоотдача в трубе начинает возрастать и при значениях р = 95- 98% резко падает. В зависимости от физической природы кипящей среды (например, сахарные растворы и вода) максимальный коэффициент теплоотдачи может иметь место и при более низких паросодержаниях [З]. С другой стороны, из опытов [10], [5] и наших, явствует, что в зависимости от условий коэффициент теплоотдачи при кипении в трубе повы- шается вплоть до стопроцентного содержания пара в потоке. [c.44]

Преимущества подобной системы охлаждения а) сравнительно более высокий коэффициент теплоотдачи от стенок при кипении жидкости в корпусе вентиля, что наряду с простотой конструкции рубашки корпуса обеспечивает малую разность между температурами жидкости и. стенки эта разность не будет значительной даже в местах наибольшей плотности теплового потока на днище вблизи катода б) постоянная температура испарения жидкости при поддержании неизменного давления в паровом пространстве системы охлаждения в) высокий коэффициент теплоотдачи при конденсации паров хладоагента в конденсаторе, обеспечивающий малую разность между температурами конденсирующегося агента и воды, а также сравнительно небольшие габариты конденсатора г) естественная циркуляция хладоагента в герметизированной системе. [c.247]

На заводе им. К. Либкнехта в кузнечном цехе применена схема ох-Газ лаждения с замкнутой естественной циркуляцией воды (рис. 7-23). При такой схеме охлаждения не требуются специальные радиаторы ( так, как для необходимой теплоотдачи хватает поверхностей охлаждения труб и бака), отпадает необходимость в дренажных линиях, практически не расходуется вода и уменьшается отложение накипи в охлаждаемых носиках. [c.148]

Знание закономерностей теплообмена в около- и сверхкритической области параметров состояния вещества имеет особое значение для теплоэнергетики в связи с применением воды при сверхкритическом давлении в качестве рабочего тела на тепловых электрических станциях. Известно также, что на АЭС эффективно использовать воду при сверхкритических параметрах в первом контуре реакторов с естественной циркуляцией. Напомним, что для воды = 22,12 МПа, = 547,3 К, а в критической точке энтальпия /г р = 2150 кДж/кг. Специфика гидродинамики и теплообмена в около- и сверхкритической области параметров состояния вещества состоит в том, что здесь своеобразно и немонотонно изменяются физические свойства теплоносителей в зависимости от температуры и давления (рис. 10.9). Теплоемкость с , число Прандтля Рг имеют максимум при псевдокритической температуре Т . Как указывалось выше (см. 10.5), при Т = Г р коэффициент объемного расщирения р также имеет максимальное значение. Изменение свойств теплоносителя по радиусу и длине обогреваемой (или охлаждаемой) трубы приводит к тому, что внутри потока из-за разности плотностей в различных точках среды развивается свободная конвекция (см. 10.5), изменяется характер турбулентных переносов теплоты и количества движения, деформируется профиль скорости, что в конечном счете сказывается на интенсивности теплоотдачи. Кроме того, в той части потока, где температура близка к Т , вследствие резкого изменения плотности среды происходит ускорение теплоносителя (это ускорение называется термическим) при его нагревании и замедление при его охлаждении. Таким образом, термогравитационная конвекция и термическое ускорение — два фактора, которые могут оказывать существенное влияние на гидродинамику и теплообмен в случае применения теплоносителей при [c.278]

До 12 мм и хорошей циркуляции электролита, осуществляемой по тому же принципу, что и в ванне с двойными плоскими электродами, напряжение составляет около 2,05 в. Низкое напряжение на ванне позволяет обходиться без искусственного охлаждения. Естественная теплоотдача через стеНки ванны поддерживает температуру электролита в пределах от 40 до 50°. Электролитом служит едкий натр или едкое кали. Питание ванн перегнанной водой регулируют вручную. [c.224]

Получение высоких температур возможно также и с помощ,ью перегретого пара, но коэффициент теплоотдачи у перегретого пара значительно ниже, чем у перегретой воды, что вызывает необходимость применения больших поверхностей нагрева. Применение насыщенного пара при таких высоких температурах потребовало бы парового котла для весьма высокого давления, что, помимо трудностей создания такого котла и его обслуживания, было бы просто неэкономичным. Большие удельные объемы пара усложнили бы создание аппаратуры для высокого давления. В то же время перегретая вода находится только в трубах (нет необходимости в большом сборнике для воды), а трубы благодаря своему малому поперечному сечению более прочны в отношении действия высоких давлений и удобны для герметизации. Коэффициенты теплоотдачи у воды выше, чем у перегретого пара, а циркуляция воды происходит самопроизвольно по принципу естественной тяги. [c.516]

Основываясь на результатах ограниченных промышленных испытаний, автор [16] предложил считать максимальный коэффициент теплоотдачи при кипении па трубном пучке равным 1700 Вт/(м--К) для органических жидкостей и 5700 Вт/(м -К) для воды. Считается также, что максимальная тепловая нагрузка в пучке не должна превышать 38 000 Вт/м для установок, работающих па органических жидкостях при естественной циркуляции, и 63 000 Вт/м-—при вынужденной конвекции. Максимальный допустимый тепловой ноток при испарешш воды или водного раствора в пучке в любых условиях циркуляции должен составлять 95 ООО Вт/м . Эти очень об дие рекомендации делают результаты расчетов крайне консервативными, за исключением условий в вакууме или при давлениях, близких к критическому. В общем для расчетов предпочтительны методы, которые будут указаны н иже. [c.408]

В последние годы был проведен ряд исследований по изучению теплоотдачи в испарителях и выпарных аппаратах с естественной циркуляцией при различных значениях кажущегося уровня [130, 134, 135]. Средние, значения а для аппаратов такого типа при кипении воды и сахарных растворов под давлением 0,4 и 1,0 ата получены И. И. Сагань [130]. Исследования проводились в трубах диаметром 48, 87 и 150 мм и длиной 1500 Л1Л1. Для оптимальных значений автор предлагает формулу [c.12]

По способу передачи тепла различают следующие типы испарителей пленочные, с погруженными греющими трубками, с естественной или принудительной циркуляцией испаряемой воды, адиабатные (мгновенного вскипания), гигроскопические, термодиффузионные и с гидрофобным теплоносителем. В пленочных испарителях соленая вода стекает с большой скоростьк> по вертикальным греющим трубкам, что обусловливает высокий коэффициент теплопередачи. В испарителях с погруженными в испаряемую воду змеевиковыми греющими трубками опресняемая вода циркулирует медленно, теплоотдача вследствие этого протекает слабо и парообразование происходит с малой интенсивностью. Испарители с естественной циркуляцией имеют подвесную греющую секцию с вертикальными трубками, что обеспечивает циркуляцию за счет разности плотностей пароводяной эмульсии в греющих трубках и воды в опускной трубе. [c.677]

Штробе и другие [84] использовали ту же установку для изучения кипения воды при температурах от 66 до 93° вода поступала со скоростью от 0,0198 до 0,177 м/сек и инжектировала острый пар в количестве, которое было достаточным для доведения ее до точки кипения, соответс1твующей давлению у основания трубы, так что кипение имело место по всей длине трубы. Соответствующие действительные средние. коэффициенты к (основанные на А/ , определенной с помощью подвижной термопары) изменялись от 5660 до 12 900, что значительно ниже значений, полученных Бортсом [13] для принудительной циркуляции. Тем не менее, вследствие существенного сопротивления на стороне пара, коэффициенты теплопередачи при принудительной и естественной циркуляции были более близкими, чем коэффициенты теплоотдачи на стороне пара. Применение акти-1 ватора на паровой стороне обоих испарителей позволило бы в аппарате с принудительной циркуляцией использовать преимущества высокой Скорости в трубах. [c.545]

chem21.info

Теплопередача и теплоотдача — Мегаобучалка

Понятие теплопередача (теплообмен) охватывает совокупность явлений передачи теплоты из более нагретой подвижной среды в другую, менее нагретую, через разделяющую их твердую стенку. Например, теплопередача от воды к воздуху, между которыми расположена стенка. Твердая стенка может быть и многослойной. Например, при рассмотрении переноса теплоты от воды, движущейся по трубопроводу теплотрассы, к окружающему воздуху.

Теплоотдача также охватывает совокупность явлений переноса теплоты только между поверхностью твердого тела и жидкой или газообразной подвижной средой. В практике гидрологов и метеорологов часто встречаются задачи о теплообмене между двумя подвижными средами, исключая твердую стенку, — это случай теплоотдачи водной поверхностью в окружающую ее среду — воздух.

В широком понимании теплопередача и теплоотдача осуществляются теплопроводностью, конвекцией, лучистым теплообменом, при изменении агрегатного состояния вещества, биологических процессах в живых организмах и др. Способы передачи тепла (теплоперенос или теплопередача) в твердом теле и в жидкости различны.

Перенос теплоты вследствие теплопроводности подчиняется закону Фурье. Рассматриваемая форма переноса теплоты в основном присуща твердым телам, в которых теплота распространяется передачей кинетической энергии от одних микрочастиц к другим путем соударений; перемещение самих частиц в твердом теле, естественно, исключено. Теплопроводность имеет место также в жидкостях и газах (воздухе). Но в последних теплота передается также путем перемещения частиц, носителей тепловой энергии. Такой способ называется конвективным теплопереносом. Заметим, что в первом случае теплота передается, а носители теплоты, частицы жидкости, остаются на месте, в то время как во втором случае теплота переносится вместе с жидкостью. Таким образом, в жидких и газообразных средах теплопроводность проявляется в чистом виде лишь в том случае, когда наблюдается прямая стратификация плотности. Для воды такому состоянию плотности соответствует повышение температуры с высотой при ее значении более 4°С и понижение с высотой — при ее температуре менее 4°С.

Перенос теплоты конвекцией происходит в результате перемещения частиц теплоносителя и наблюдается только в жидких и газообразных средах. В зависимости от причины, побуждающей частицы жидкости перемещаться, различают свободную и вынужденную конвекции.

Свободной (естественной, плотностной) конвекцией называется движение жидкости (газа), вызываемое неоднородностью плотности частиц жидкости (газа), находящихся в поле тяготения. Поэтому свободно конвективный перенос теплоты обусловлен перемещением частиц жидкости лишь в силу изменения их плотности, что, в свою очередь, обусловлено нагреванием или охлаждением ее или изменением концентрации (солености). Например, если воду в сосуде, находящуюся при температуре выше 4°С, охлаждать сверху, то в воде возникнет свободная конвекция, т. е. активный перенос частиц воды снизу вверх. Одновременно будет происходить перенос более охлажденных частиц в обратном направлении. В этом случае наблюдается нестационарная свободная конвекция. Увеличение плотности поверхностных слоев водоема может произойти также за счет увеличения мутности, обусловленной притоками, или осолонения при испарении.

Вынужденной конвекцией называется движение жидкости (газа), вызываемое воздействием внешних сил (ветер, насос и т.д.), а также однородного поля массовых сил в жидкости (уклон и т.д.). Таким образом, перенос теплоты вынужденной конвекцией обусловлен турбулентным перемешиванием водных или воздушных масс потока, а также связан с переносом теплоносителя. При вынужденной конвекции осуществляется перенос тепла, связанный, например, с течением водных и воздушных потоков, с ветровым перемешиванием и ветровым течением водных масс суши. В отличие от свободной конвекции при вынужденной конвекции происходит полярный перенос водных масс, а не молекулярный, т. е. перенос больших объемов жидкости.

Таким образом, гидравлика жидкости (поле скоростей) при вынужденной конвекции мало зависит от температуры и поэтому может и должна определяться до начала теплового расчета; она является заданным условием решения тепловой задачи, в то время как гидравлика при свободной (естественной) конвекции прямо связана с тепловым режимом рассматриваемого водного объекта, и поэтому здесь вопросы гидравлики и термики должны рассматриваться совместно, что принципиально существенно усложняет задачу.

Часто имеет место одновременно вынужденная и свободная конвекция.

Третья форма передачи теплоты обусловлена лучистым (радиационным) теплообменом и совершается путем двойного превращения энергии: сперва из тепловой в электромагнитную в месте излучения, а затем, после того как она прошла весь путь в теплопрозрачной среде, обратно в тепловую в месте поглощения. Таким образом, эта форма передачи теплоты характеризуется тем, что часть энергии тела, определяемая температурой его поверхности, преобразуется в энергию теплового излучения и уже в таком виде передается в окружающее пространство. Встречая на своем пути другое тело, лучистая энергия частично отражается от его поверхности и частично поглощается им, т. е. проникает на некоторую его глубину, зависящую от прозрачности тела.

Скорости передачи теплоты указанными способами различны. Радиационным способом совершается практически мгновенная передача теплоты; так, в воздухе скорость передачи равна 300 000 км/с. При конвективном способе скорость передачи теплоты полностью зависит от скорости движения жидкости; так , например, в реке она может составлять 1-2 м/с.

Особая форма передачи теплоты имеет место в случае изменения агрегатного состояния вещества, например при кристаллизации воды и таянии льда, при конденсации водяного пара и испарении воды и т. д.

Биологические и химические процессы также сопровождаются тепловыми процессами. При кристаллизации и конденсации воды и биологических процессах происходит выделение теплоты, а при испарении воды, таянии льда — ее поглощение.

megaobuchalka.ru