Влияние начальных условий на нестационарную теплоотдачу в цилиндрическом толстостенном канале

• Автор: Ильясов, Талгат Шамильевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 162 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Теплоотдача при воздействии тепловой нестацио-нарности

1.2. Теплоотдача при воздействии гидродинамической нестационарности

1.3..........................................................Выводы

1.4. Постановка задач исследования

ГЛАВА 2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНОГО ТУРБУЛЕНТНОГО ТЕЧЕНИЯ ГАЗА С ТЕПЛООБМЕНОМ В ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КАНАЛАХ
2.1. Начальные и граничные условия. Основные уравнения
2.2. Законы трения и теплоотдачи, профили скорости и температур, интегральные характеристики в нестационарных УСЛОВИЯХ
2.3. Алгоритм и результаты расчета
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ОПЫТОВ
3.1. Описание опытного стенда
3.2. Опытный участок
3.3. Измерительно-регистрирущая аппаратура
3.4. Проведение экспериментальных исследований
3:4.1. Предварительные, отладочные и тарировочные
эксперименты
3.4.2. методика проведения основного эксперимента
3.5. Методика обработки экспериментальной информации
3.5.1. Определение основных Физических параметров
3.5.2. методика определения плотности тепловых ПОТОКОВ
3.6. Оценка точности результатов эксперимента
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НАЧАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ НА НЕСТАЦИОНАРНУЮ ТЕПЛООТДАЧУ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ ТОЛСТОСТЕННОМ КАНАЛЕ
4.1. Характеристика эксперимента

4.2. Нестационарная теплоотдача в условиях наброса
тепловой нагрузки с!То*/с1б > О, йТи/й1 > О
(участок I)
4.3. Нестационарная теплоотдача в условиях сброса тепловой нагрузки сИ0*/сИ < О, бТи/бб < О
(участок II)
4.4. Влияние начальных условий на нестационарную теплоотдачу в условиях наброса тепловой нагрузки бТ0*/бб > о. бТн/йб го (участок III).
4.5. Влияние начальных условий на нестационарную теплоотдачу в условиях сброса тепловой нагрузки бТо*/бб < 0. сИи/бб < 0 (участок IV)
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
х,у - продольная и поперечная координаты, м:
I - время, с:
Т - температура. К:
О - диаметр, м: го- радиус канала, м: р - плотность, кг/м3:
Р - давление, Па:
О - массовый раскол, кг/с:
и*- проекция скорости на ось х, м/с:
т - касательное напряжение, н/м2:
Сг- коэффициент трения:
ц* - параметр относительного изменения коэффициента трения или теплоотдачи: х - константа турбулентности: и - коэффициент динамический вязкости, Па-с:
V - коэффициент кинематической вязкости, м2/с:
Со - удельная теплоемкость, Дж/кг-к:

и = — - безразмерная скорость: и0 и
V = - - относительная скорость:

X = - , ? = — безразмерная продольная и поперечная коорди-Б Б
наты:
6, б*, б" Св"") - толщина пограничного слоя, вытеснения и потери импульса соответственно, м:
Бь, Бк"СБь": - толщина теплового пограничного слоя, и поте-тери энергии соответственно, м:
Б*' 6ь*'
Н = —: Нт = — - Формпараметры:
5м Бк**
Я - газовая постоянная, Дж/К-кг:'
Ие - число Рейнольдса:
хода используется критерий вида

Ка =-------, С1.47)
в с1Ро
изменяшийся в пределах ОТ -250 ДО +210.
В результате получены существенные отклонения приведенного коэффициента нестационарного теплообмена А от единицы. При этом, результаты обобщены при помощи критерия Кдц, который обычно используется в аналогичных экспериментах, но в условиях постоянного расхода. Такую замену авторы оправдывают тем, что перестройка профиля вследствии изменения расхода сопровождается изменением температур стенки и жидкости. Причем, значение Кдъ при торможении потока достигало +110, а при ускорении -80. Полученные опытные точки удовлетворительно ГРУППИРУЮТСЯ возле расчетной прямой, что хорошо иллюстрируется представленным графиком на рис. 1.7.
Данные экспериментальных исследований по влиянию изменения расхода газа на теплообмен при постоянном тепловыделении в трубе приведены в книге [79] . Для объяснения искажения картины течения при наложении гидродинамических возмущений по расходу предложены графики, иллюстрирущие качественные изменения профилей касательных напряжений, турбулентной вязкости и скорости ускоренных и замедленных потоков в сравнении с квазиста-ционарными условиями. При незначительных ускорениях, несмотря на то, что в ядре потока турбулентные пульсации подавляются, все же коэффициент турбулентной температуропроводности много выше коэффициента обычной температуропроводности. В таких условиях узкий пристеночный слой по-прежнему является определяющим в процессе теплообмена, и при этом происходит его интенсификация за счет £а вблизи стенки. В процессах с большими ускорениями значительными становятся тепловые сопротивления в ядре потока и рост £о у стенки не может их компенсировать. Следовательно, с увеличением ускорений течения теплоотдача вначале будет расти, а затем, достигнув максимального значения, падать по