Теоретические основы теплотехники - 140 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

где а = 13 / (S / H) при S / H < 13 (а = (S / H) / 13 при S / H ≥ 13).
Конечно же изготовление искусственных шероховатостей требует дополнительных затрат, а нали-
чие их приводит к увеличению гидравлического сопротивления. Так что применяют их только в исклю-
чительных случаях. Однако часто экономический эффект от применения искусственных шероховато-
стей оказывается большим, чем при простом увеличении скорости теплоносителя, обеспечивающим та-
кое же увеличение коэффициента α [25].
Аналогичные эффекты возникают и при применении различных искусственных турбулизаторов по-
тока (в виде лопаточного завихрителя на входе в канал, в виде винтовой закрученной ленты внутри ка-
нала и т.п.). С их помощью удавалось увеличивать величину α в 1,5 раза, а в коротких трубах – даже
втрое. Значительно увеличить интенсивность теплоотдачи можно применением в качестве теплоносите-
лей высокотемпературных органических жидкостей или расплавленных металлов, поскольку все они
обладают очень высокой теплопроводностью.
Исследования показали, что организация неустановившегося течения с попеременным резким увели-
чением и уменьшением скорости приводит к заметному увеличению среднего коэффициента тепло-
отдачи.
Интенсивность теплоотдачи газообразных теплоносителей можно существенно повысить за счет
добавления в поток твердых частиц (например, графита). Для таких дисперсных потоков наблюдалось
увеличение теплоотдачи в шесть – восемь раз. При этом, конечно же, приходится мириться с быстрым
износом поверхности теплообмена.
К увеличению теплоотдачи приводят высокочастотные механические или звуковые воздействия на
поверхность теплообмена, воздействие на пристенный слой переменным электромагнитным полем или
электростатические воздействия и др. В настоящее время влияние таких внешних воздействий широко
изучается, они все шире применяются на практике.
Толщина стенки, разделяющей теплоносители при теплопередаче, как уже говорилось, делается по
возможности наименьшей. Но в отдельных случаях по конструктивным соображениям нельзя умень-
шить расстояние между теплоносителями. И тогда тепло передается от одного теплоносителя к другому
по достаточно длинному теплопроводу. Использование в качестве таких теплопроводов металлических
тел приводит к утяжелению и удорожанию конструкции.
В качестве эффективных теплопроводов (и в других слу-
чаях) в настоящее время используют тепловые трубы, в кото-
рых молекулярные процессы переноса теплоты заменены кон-
вективными. Устройство таких труб схематически показано на
рис. 2.76. Герметичный металлический корпус такой трубы
заполняется частично или полностью капиллярно-пористым
фитилем и небольшим количеством жидкости. В испаритель-
ной зоне, где тепло подводится к трубе, жидкость кипит, пре-
вращаясь в пар, который через транспортную зону длиной l проходит в зону конденсации, где тепло от-
водится от трубы. Здесь происходит конденсация пара, а образующийся конденсат за счет капиллярного
эффекта (под действием сил поверхностного натяжения) перемещается снова в зону испарения. Благо-
даря высокой интенсивности теплоотдачи при кипении и конденсации, эффективная теплопроводность
тепловой трубы (λ
эф
= ql / ∆t) может в тысячи раз превышать естественную теплопроводность металлов,
при этом такие теплопроводы в сотни раз легче цельнометаллических и гораздо дешевле. Поэтому при-
менение тепловых труб является весьма перспективным.
2.4 ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
2.4.1 Общие понятия и определения
звестно, что электромагнитное излучение обладает двойственным характером: это и волны и одно-
временно поток материальных частиц – фотонов. Квантовые свойства излучения проявляются все
сильнее по мере увеличения частоты колебаний. Тепловые волны имеют достаточно большую длину
и здесь в большей мере проявляются именно волновые свойства электромагнитных колебаний.
Тепловое излучение свойственно всем телам вне зависимости от фазового состояния. Спектр излу-
чения большинства твердых и жидких тел непрерывен, они излучают волны различной длины и во всех
жидкость
пар
q
l
q
Рис. 2.76 Устройство тепловой трубы
И

Страницы