На главную
ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ!!!
Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и старых методичек 1978, 1982 и 1983гг.. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников или решение задач из задачников Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна или любых других решений по физике или гидравлике, воспользуйтесь сайтом fiziks.ru

Статья по теме: Сфероидальном состоянии

Область знаний: теплообменники, печи, теплоперенос, паровые котлы, нагревание, горение, топлива, теплообмен

Скачать полный текст

Наиболее изучена стадия испарения капли в сфероидальном состоянии, продолжительность которой для крупных капель составляет десятки секунд, но практическая значимость результатов экспериментальных и теоретических исследований по этому вопросу (в смысле непосредственного, использования расчетных формул) для струйного охлаждения невелика. Однако разумная экстраполяция экспериментальных результатов, полученных в основном для крупных капель и соответственно больших значений времени испарения, на процессы с мелкими каплями и малыми временами взаимодействия, характерными для струйного охлаждения, должна базироваться на основных физических закономерностях теплового взаимодействия капли с высокотемпературной поверхностью. Такие закономерности как раз и могут быть получены путем изучения сравнительно «спокойного» процесса испарения капли, находящейся" в сфероидальном состоянии. Рассмотрим основные особенности этого процесса.[456, С.57]

В общем случае относительно крупная капля, находящаяся в сфероидальном состоянии, принимает форму приплюснутого тела вращения, симметрично относительно вертикальной оси (рис. 2.4). Форма капли в предположении статического состояния определяется условием равновесия сил на ее поверхности:[456, С.58]

Позднее [2.7, 2.11] были получены дополнительные сведения о сфероидальном состоянии. В капле имеет место циркуляция жидкости, обусловленная разностью поверхностного натяжения в верхней части капли,, где оно выше, и в нижней, которая нагрета сильнее; эта циркуляция увеличивает однородность температурного поля в капле. Имеет значение также и разность плотностей жидкости в капле, которая в свою очередь способствует интенсификации циркуляции.[456, С.47]

Составление теплового баланса для жидкости, находя-; щейся в сфероидальном состоянии, показывает, что скорость испарения капли зависит от интенсивности подвода теплоты, которая в первом приближении может быть представлена коэффициентом теплоотдачи а, соотнесенным с температурным напором (7С—Ts), от значения теплоты парообразования жидкости г и от геометрических характе- • ристик сфероида:[456, С.57]

Величина (dVo/di;)/F0 представляет собою временную зависимость геометрических параметров капли в сфероидальном состоянии и приближенно может быть представлена через ее главный текущий размер '-R0. Действительно, поскольку FQ—R2q, a V0—$30,. имеем: .[456, С.58]

Наиболее логичным экспериментальным способом определения температуры Лейденфроста Гкра следует считать ее прямое измерение под каплей, находящейся в сфероидальном состоянии. Однако такое измерение связано с определенными сложностями, ибо измеритель не должен вносить искажений в исследуемый процесс. Можно, однако, привести примеры прямого измерения температуры под каплей [2.3, 2.18]. Хорошим косвенным методом, по-видимому, можно считать размещение измерителя темпе.-ратуры на некоторой глубине в, массиве твердого тела с последующим использованием расчетных методов для нахождения температуры поверхности. Здесь имеется в виду реконструкция температурного поля путем решения обратной задачи теплопроводности [2.19]. Наконец, наиболее простым и распространенным способом учета снижения температуры под каплей ТКр по сравнению с температурой невозмущенного температурного поля Тэкр2 является приближенная оценка интенсивности теплоотдачи от поверхности твердого тела к капле и расчет температуры этой поверхности путем решения прямой задачи теплопроводности с граничными условиями третьего рода. Принципиальным недостатком такого подхода является необходимость интуитивного учета влияния искомой температуры стенки на теплоотдачу к капле.[456, С.51]

Следовательно, для капель, принимающих в сфероидальном состоянии форму, близкую к сфере или полусфере, можно полагать, что скорость изменения основного размера определяется соотношением[456, С.59]

Наиболее изучена стадия испарения капли в сфероидальном состоянии, продолжительность которой для крупных капель составляет десятки секунд, но практическая значимость результатов экспериментальных и теоретических исследований по этому вопросу (в смысле непосредственного, использования расчетных формул) для струйного охлаждения невелика. Однако разумная экстраполяция экспериментальных результатов, полученных в основном для крупных капель и соответственно больших значений времени испарения, на процессы с мелкими каплями и малыми временами взаимодействия, характерными для струйного охлаждения, должна базироваться на основных физических закономерностях теплового взаимодействия капли с высокотемпературной поверхностью. Такие закономерности как раз и могут быть получены путем изучения сравнительно «спокойного» процесса испарения капли, находящейся" в сфероидальном состоянии. Рассмотрим основные особенности этого процесса.[461, С.57]

Упрощенная схема процесса испарения капли жидкости в сфероидальном состоянии основывается на изложенных ранее закономерностях качественного характера и принимается большинством авторов, рассматривавших данный вопрос [2.13, 2.24—2.26]. Полагаем, что капля имеет форму полусферы. Зазор между основанием капли, которое считается плоским, и стенкой всюду имеет одинаковую ве-~ личину бп и в несколько десятков раз меньше размера капли. "Генерация пара осуществляется с поверхности основания капли в количестве, соответствующем поступающему сюда тепловому потоку без учета затрат теплоты на перегрев пара. Ламинарный1 поток пара.растекается к периферии капли под действием радиального градиента давления, испытывая, кроме того, воздействие сил вязкого трения (нормальной к поверхности испарения составляющей скорости пара пренебрегаем). Теплота от стенки к основанию капли через слой пара передается с интенсивностью, определяемой коэффициентом теплоотдачи «—А,эф/6п, где в первом приближении можно считать ЯЭфч=Лп, т. е. эффективная теплопроводность зазора равна теплопроводности пара. Таким образом под каплей в начальный момент времени т=0 автоматически устанавливается определенный размер зазора 1бп, так что плотность теплового потока //к= —ЯпАТУбп ограничивается значением, обеспечивающим такую скорость парообразования, которая необходима для поддержания капли на паровой подушке и выталкивания пара из-под капли в окружающую среду. Следовательно, анализ сводится в основном к исследованию динамики парового потока под каплей. Уравнение движения для системы координат, принятой на рис. 2.4, можно представить следующим образом:[456, С.60]

Опытное изучение закономерностей испарения капель в. сфероидальном состоянии (см. § 2.1) в большинстве работ не было связано со струйным охлаждением, однако можно указать серию экспериментальных исследований [2.13, 2.32, 3.1], в которых последовательно осуществляются три указанных выше вида опытов. Некоторые исследования продолжительного испарения капель в сфероидальном состоянии были проведены несколько десятков лет назад [2.1, 2.7, 2.11, 2.30], но и в последние годы [2.27] принципиальная сторона опытов не изменилась. Предназначенная для испарения капля образуется либо на кончике полой иглы, либо получается из пленки жидкости, которая образуется на никелевом кольце и переносится на конец стальной €проволоки [2.30]. Даже использование специальных устройств — электростатического генератора [3.3] — не позволяет получить для воды каплю с диаметром менее 0,5 мм. Поскольку время существования капли достаточно велико, его можно измерить секундомером; применяется также фото-и киносъемка испаряющейся капли в отраженном свете (в [2.30] использовалась кварцевая подложка в проходящем свете).[456, С.143]

Позднее [2.7, 2.11] были получены дополнительные сведения о сфероидальном состоянии. В капле имеет место циркуляция жидкости, обусловленная разностью поверхностного натяжения в верхней части капли,, где оно выше, и в нижней, которая нагрета сильнее; эта циркуляция увеличивает однородность температурного поля в капле. Имеет значение также и разность плотностей жидкости в капле, которая в свою очередь способствует интенсификации циркуляции.[461, С.47]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь

Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Тарга, Кепе, Диевского, Мещерского и любого другого на заказ. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
Вы так же можете заказать решение задач и по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, метрология, ДМ, ТММ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Перейти к перечню использованной литературы

На главную