Тепловизионное определение характеристик теплообмена при течении газа

• Автор: Ефимова, Александра Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 155 с. : ил.

РЕФЕРАТ
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, содержащего 122 наименования и приложений. Она изложена на 136 страницах и снабжена 49 рисунками и 10 таблицами.

Ключевые слова: ТЕПЛОВИЗИОННАЯ ДИАГНОСТИКА,

НЕСТАЦИОНАРНОСТЬ, ТЕПЛООБМЕН, ЕСТЕСТВЕННАЯ КОНВЕКЦИЯ, ГАЗОВЫЕ ПОТОКИ, ТЕПЛОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ, ВЫНУЖДЕННАЯ КОНВЕКЦИЯ, ДАТЧИК, ТЕПЛООТДАЧА, СЕТКА-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУР, ТЕПЛОВИЗИОННЫЕ МЕТОДИКИ, АВТОМАТИКА.
Объектами исследования являлись процессы теплообмена, изучение которых проводилось тепловизионным методом.
Цель работы - установление закономерностей теплового взаимодействия газовых потоков между собой и с поверхностью твердого тела, для чего были разработаны методы тепловизионной диагностики процессов теплообмена, позволяющие определять характеристики локального стационарного и нестационарного теплообмена.
Показана эффективность применения тепловизионных методов как для изучения классических случаев теплового взаимодействия: нестесненных потоков, естественной конвекции от шара, вынужденной конвекции в трубе круглого сечения, так и в промышленных условиях.
Для промышленного применения разработаны ряд конструктивных исполнений пассивного датчика теплообмена для использования при тепловизионной диагностике теплоотдачи. Создана программа автоматического управления его работой и ее аппаратурное оформление.

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 .Приборы и методы экспериментального исследования полей
температуры для получения информации о процессах теплообмена
1.2.Тепловизионная диагностика полей температуры
1.3 Выводы и постановка задач исследований
2. РАЗРАБОТКА ТЕПЛОВИЗИОННЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА
2.1.Выбор геометрических параметров и теплофизических свойств материала сетки-преобразователя для тепловизионных исследований процессов теплообмена
2.2.Методика тепловизионной диагностики процессов теплоотдачи
2.3.Погрешности тепловизионного метода определения локальных коэффициентов теплоотдачи
2.4.Способ тепловизионной диагностики с использованием пассивного датчика теплообмена
3. ТЕПЛОВИЗИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ
ТЕПЛООБМЕНА
ЗЛ.Тепловизионное исследование интенсивности теплового взаимодействия ортогональных газовых потоков при различных закрутках газового потока
3.2.Исследование локальной нестационарной теплоотдачи при
свободной конвекции для шара в газе
З.З.Тепловизионное исследование процесса теплообмена при
вынужденной конвекции воздуха
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ АПРОБАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ
ТЕПЛОВИЗИОННЫХ МЕТОДИК В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
4Л.Тепловизионное обследование котельного агрегата №4 Новосвердловской ТЭЦ марки БКЗ-320-140 с целью определения характеристик теплоотдачи
4.2.Пассивный датчик теплообмена для исследований
нестационарных быстропротекающих процессов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
находиться в пределах толщины гидродинамического пограничного слоя дп , а при турбулентном течении - в пределах толщины вязкого подслоя 3 [101], так как в этих структурных гидродинамических образованиях тепло передается теплопроводностью.
Вопросы определения толщины 5п для разных типов течения рассмотрены в литературе по газодинамике и теплопередаче.
В частности, при продольном омывании пластины, определение величины да при известной скорости потока ж осуществлялось по формуле [95]:
Расчет толщины вязкого подслоя при турбулентном течении проводился по методике, рассмотренной Б.Н. Юдаевым [95].
При неизвестной скорости потока для определения требуемого местоположения обреза сетки внутри упомянутых образований, необходимо выбирать такой размер ячейки сетки, который бы позволил определить температуру газа не менее чем в трех точках до поверхности пограничного слоя.
Процедура определения места нахождения обреза сетки в этом случае следующая. По известной температуре поверхности ^ и температурам газа в пограничном слое (Д1Л2Л1О строится распределение температур (см. рис. 2.2.2), которое аппроксимируется с помощью полинома или какой-либо другой функции. По этому распределению, решая сопряженную задачу с граничными условиями 4-го рода, по формуле (2.2.2) вычисляется коэффициент теплопроводности среды газового потока Я,р:
_ 4,64_у
(2.2.1)
где у - характерный размер,
И? • у
Ке = —— - критерий Рейнольдса; у - коэффициент кинематической вязкости, м2/с.