Пузырьковое кипение – режим процесса кипения, при котором происходит испарение жидкости непосредственно в полость пузырьков/
Поверхностное кипение (конвективное) – режим кипения, при котором жидкость нагрета ниже температуры насыщения, и пузырьки пара в ее объеме конденсируются, оторвавшись от поверхности нагрева. Такое кипение наблюдается только у поверхности нагрева.
Пленочное кипение – режим, при котором возникает сплошная паровая прослойка, разделяющая поверхность нагрева и объем жидкости. Такой режим возможен при высоких значениях температурного напора, приводящего к созданию большого числа центров парообразования у поверхности нагрева.
Условия перехода от пузырькового режима к пленочному называются критическими.
Значение коэффициента теплоотдачи при пузырьковом кипении может быть определено с помощью эмпирических уравнений М. А. Михеева для диапазона давлений 0,02 ¸ 8,0 МПа:
a = 4,45 р0.15 q0.7;
a = 146,1 DТ2,23 р0,5,
где q – поверхностная плотность теплового потока, Вт/м2; р – абсолютное давление пара, МПа; DТ – температурный напор.
Тема 8 Теплообмен излучением и сложный теплообмен 8.1 Законы лучистого теплообмена 8.2 Параметры теплообмена излучением 8.3 Лабораторная работа по теме 8 8.4 Сложный теплообмен 8.5 Параметры теплопередачи
ТЕПЛООБМЕН ИЗЛУЧЕНИЕМ
Лучистый теплообмен – процесс, обусловленный совокупностью процессов лучеиспускания, переноса и поглощения лучистой энергии.
Температура лучистого равновесия –фиксированное значение температуры, соответствующее равновесию в лучистом теплообмене.
Полный, или интегральный лучистый поток Q, Вт – суммарное количество энергии, излученной на всех длинах волн в единицу времени.
Плотность интегрального излучения Е, Вт/м2 – интегральный лучистый поток, приходящийся на единицу поверхности.
Лучеиспускательная способность поверхности, или поверхностная плотность излучения – суммарное количество энергии для всех длин волн, излучаемое телом с единицы поверхности за единицу времени.
Полная лучепоглощательная способность А – отношение энергии, поглощаемой телом, ко всей падающей на него лучистой энергии.
Абсолютно черные тело – гипотетическое тело, при любой температуре поглощающее всю падающую на него энергию.
Общий лучистый поток, падающий на поверхность, складывается из отраженной части потока QR, поглощенной части QA и части, прошедшей сквозь тело QD:
Q = QR + QA + QD
или
QR /Q + QA /Q + QD /Q = R +A + D,
где R = QR /Q – отражательная способность тела – доля отраженного телом лучистого потока;
A = QA /Q – поглощательная способность тела – доля поглощенного телом лучистого потока;
D = QD /Q - пропускательная способность тела – доля прошедшего через тело лучистого потока.
R + A + D = 1.
Зеркальное отражение – характер отражения лучей, при котором выполняются законы геометрической оптики (характерно для зеркальных поверхностей).
Диффузное отражение – характер отражения, при котором лучи рассеиваются по различным направлениям, поверхность с таким характером отражения называется диффузной.
Белым называется тело, полностью отражающее падающую на него лучистую энергию.
Диатермичное тело пропускает через себя все падающие на него лучи без отражения.
Полупрозрачные тела, не отражая, могут поглощать и пропускать лучи. Для них: R = 0, A + D = 1.
Реальные тела, как правило, непрозрачны, но могут отражать и поглощать падающую на их поверхность энергию.
Однородный, или монохроматический (спектрального) лучистый поток –лучистый поток в узком интервале длин волн (от l до l + Dl).
Спектральная интенсивность излучения Еl, Вт/м3 – величина лучистого потока в узком интервале длин волн.
Спектральная лучепоглощательная способность Аl – лучепоглощательная способность данной поверхности в отношении волн определенной длины (для интервала Dl).
Серое тело – тело, спектр излучения которого подобен спектру абсолютно черного тела и отличается от него только тем, что при одной и той же температуре каждая ордината интенсивности излучения серого тела составляет одну и ту же долю от сходственной ординаты абсолютно черного тела.
Степень черноты e – отношение спектральной интенсивности излучения реального тела к спектральной интенсивности излучения абсолютно черного тела при одной и той же температуре.
Плоскопараллельными считаются поверхности, параллельные друг другу, размеры которых значительно превышают расстояние между ними.
Плотность теплового потока при теплообмене излучением между плоскопараллельными поверхностями определяется по формуле
,
где Со – коэффициент излучения абсолютно черного тела.
Со = 5,75 Вт/(м2×К4)
eпр – приведенная степень черноты, рассчитывается как
где e1 и e2 – степени черноты поверхностей, участвующих в теплообмене.
Величина плотности теплового потока при теплообмене излучением между произвольно расположенными телами рассчитывается по формуле
,
где j – коэффициент облученности.
Коэффициент облученности – отношение энергии, падающей на поглощающую поверхность, и энергии, испускаемой излучающей поверхностью.
СЛОЖНЫЙ ТЕПЛООБМЕН
Теплообмен за счет одновременного переноса тепла конвекцией, теплопроводностью и излучением называется сложным.
Коэффициент теплопередачи – отношение количества теплоты, переданной от одной среды к другой при разности температур между ними в один кельвин.
Физический смысл коэффициента теплопередачи заключается в том, что он представляет собой тепловой поток, который передается от одной среды к другой через разделяющую их стенку площадью 1 м2 при разности температур между средами в один кельвин.
Уравнение теплопередачи - это выражение
q = K (Tf¢ – Tf¢¢) или q = K DT,
где К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2×К).
Для однослойной перегородки
здесь 
Величина, обратная коэффициенту теплопередачи, называется общим термическим сопротивлением:
Термическое сопротивление имеет размерность (м2×К)/Вт.
Величины 1/a1 и 1/a2 называются внешним термическим сопротивлением.
d/l – внутреннее термическое сопротивление теплопроводности стенки.
Теплопередача через многослойную перегородку
Для трехслойной перегородки полное термическое сопротивление определяется как
где a1 – коэффициент теплоотдачи на границе греющая среда – поверхность;
a2 – коэффициент теплоотдачи на границе греющая поверхность – среда.
Выражение для плотности теплового потока:
Коэффициента теплопередачи вычисляется по формуле в общем виде:
где n – число слоев, составляющих перегородку.
Плотность теплового потока через многослойную перегородку, состоящую из n слоев:
Тема 9 Динамика процессов, определяющих развитие чрезвычайной ситуации 9.1 Теплообмен при пожаре в помещении 9.2 Чрезвычайные ситуации с выбросом опасных химических веществ 9.3 Параметры теплообмена при пожаре в помещении 9.4 Формирование фактической зоны заражения
ТЕПЛООБМЕН ПРИ ВНУТРЕННЕМ ПОЖАРЕ
В ходе пожара принято выделять четыре стадии его развития в зависимости от характера изменения температурного режима.
На первой стадии пламя, возникшее от постороннего источника, медленно распространяется по поверхности горючего материала.
Вторая стадия (область II) –происходит быстрое распространение пламени по поверхности горючего материала и его прогрев на значительную глубину. Массовая скорость выгорания приближается к своему максимальному значению.
Вторую стадию развития делится на три этапа.
Этап IIa, длящийся 5 – 10 мин., характеризуется достаточно медленным повышением температуры среды в помещении, вместе с тем, усиливаются выделение летучих фракций горючих материалов и конвективные потоки.
Этап IIв (объемное развитие пожара) характеризуется увеличением температуры среды до 250 – 300 оС. Пламя способно преодолевать разрывы пожарной нагрузки и охватывает практически все помещение.
Этап IIc характеризуется увеличением температуры от 300 до 500 – 600 оС. Отличительной его особенностью является то, что при 300 оС происходит разрушение остекления. Наблюдаются языки пламени, вырывающиеся из открытых проемов. Происходит резкий рост полноты сгорания, скорости распространения пламени и тепловыделения.
Третья стадия (область III) – стадия квазистационарного развитого пожара. Термодинамические параметры состояния среды принимают максимальные значения и стабилизируются.
Выделяются два этапа квазистационарной стадии пожара.
Этап IIIa, характеризующийся стабилизацией теплотехнических параметров и достижением ими максимальных значений, наступает обычно на 20 – 25 мин. интенсивного развития пожара и имеет продолжительность более 20 мин.
Этап IIIв происходит постепенное снижение интенсивности пожара за счет выгорания основной части пожарной нагрузки.
Четвертая стадия (область IV) – стадия затухания пожара характеризуется постоянным уменьшением среднеобъемной температуры до момента полного прекращения горения.
Теплота пожара Qп – количество тепла, выделяющееся в зоне горения в единицу времени (кДж/с), определяется как Qп = h u¢m fп Qрн,
где h – коэффициент полноты сгорания; u¢m – приведенная массовая скорость выгорания, кг/(м2×с); fп – площадь пожара, м2; Qрн – теплота сгорания, кДж/кг.
Приведенная теплота пожара Q¢п – количество тепла, выделяющееся в единицу времени с единицы площади пожара, кДж/(м2×с). Q¢п = h u¢m Qрн.
Установившаяся скорость выгорания М0 – количество материала, сгорающего за 1 час с 1 м2 поверхности горения, кг/(м2×ч).
Расход горючих материалов В, кг/ч – масса материалов, сгорающих за 1 час: В = М0 fп.
Объем продуктов горения Vг рассчитывается как Vг = V0г + V0 (am – 1),
где V0 – количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, м3/кг; V0г – объем продуктов горения, выделяющихся при сгорании 1 кг топлива при теоретически необходимом количестве воздуха, м3/кг; am – коэффициент избытка воздуха.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
Основные порталы (построено редакторами)