Теплоперенос в среде с конвективными ячейками

• Автор: Мухаметзянов, Эльвир Венерович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Стерлитамак
• Количество страниц: 115 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА В СРЕДЕ С КОНВЕКТИВНЫМИ ЯЧЕЙКАМИ
1. ]. Постановка задачи и выбор метода решения
1.2. Поля скоростей в ячеистой среде в виде рядов Фурье в двумерном случае
1.3. Представление температурного поля в виде эквивалентного интегрального уравнения
1.4. Вычисление осредненного конвективного потока и определение тензора эффективной теплопроводности
1.5. Выводы
ГЛАВА II. АНАЛИЗ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СРЕДЕ С КОНВЕКТИВНЫМИ ЯЧЕЙКАМИ НА ОСНОВЕ ТРАНСЦИЛЛЯТОРНЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ
2.1. Двумерный анизотропный трансциллятор
2.2. Трансциллятор бегущей волны
2.3. Трансциллятор стоячей волны
2.4. Классический трансциллятор
2.5. Явления переноса в среде с конвективными ячейками как результат действия счетной бесконечной совокупности трансцилляторов
2.6. Выводы
ГЛАВА III. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПЕРЕНОСА В СРЕДЕ С КОНВЕКТИВНЫМИ ЯЧЕЙКАМИ, ИНДУЦИРОВАННЫМИ ВСПЛЫВАНИЕМ ПУЗЫРЬКОВ
3.1. Установка для определения эффективного коэффициента теплопроводности
3.2. Задача о температурном поле в рабочем объеме установки с заданной температурой в области впрыска газа
3.3. Задача с теплообменом в области инжекции газа в жидкость..
3.4. Анализ результатов расчетов и определение направлений повышения точности измерения эффективного коэффициента теплопроводности

3.5. Сопоставление теоретических и экспериментальных результатов
измерения температуры
3.6. Результаты измерения эффективного коэффициента теплопроводности и их анализ
3.7. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

П1. Вычисление интеграла J Асо cos ют • ехр[а(т - t)]dx

П2. Вычисление одномерной функции Грина
h/ro _
П4. Вычисление интеграла {sin(y£z)sin(ymz)dz

( (h V
П5. Вычисление интеграла Jsin(ysz)sh (Зе---z dz
V v0 )/

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Изучение явлений переноса представляет одно из важнейших направлений современной физики. Достаточно заметить, что содержание и современная формулировка законов сохранения энергии, импульса и момента импульса представляют собой, главным образом, уравнения баланса соответствующих величин, главной причиной эволюции которых служат явления переноса.
С целью изучения методов интенсификации процессов переноса проводились экспериментальные исследования. A.B. Романовым [45] обнаружена интенсификация теплообмена при высокочастотных физических воздействиях в зоне ультразвуковых колебаний. Л.И. Ильченко и В.Д. Чайка [19] обнаружили резкое увеличение коэффициента теплопередачи при зарождении паровых пузырей в кипящей жидкости. A.A. Божко и Г.Ф. Путиным [2] при нагреве наножидкости обнаружено возникновение термомагнитной конвекции, усиливающей теплоперенос в 3 - 5 раз.
A.C. Хисматуллин в диссертации [69] обобщил результаты, полученные А.И. Филипповым и показал, что величина эффективного коэффициента теплопроводности в жидкости со всплывающими пузырьками в радиальных и

вертикальных направлениях в предположении, что поля возмущений скорости подобны структурам типа бегущей и стоячей волн, на 2 — 3 порядка превышает молекулярную. В более поздней статье Р.И. Нигматулина и др. [41] установлено, что теоретически возможное возрастание эффективной теплопроводности составляет только 2 порядка, в этой же работе на основе экспериментальных данных показано, что коэффициент температуропроводности возрастает в 27 раз.
Итак, опубликованные в научной литературе данные различаются на порядок и требуют уточнений. Это стимулировало постановку цели исследования по проблематике и ее осуществлёни.
Таким образом, к настоящему времени накоплено большое количество экспериментальных фактов, свидетельствующих об увеличении коэффициен-
тензора эффективной теплопроводности индуцированной наличием периодических ячеек в среде.
Дополнительные вычисления показывают, что молекулярный поток тепла аддитивен потоку эффективной теплопроводности, индуцированной периодическими течениями в среде. Это означает, что к диагональным компонентам тензора индуцированной теплопроводности следует прибавить обычный молекулярный коэффициент теплопроводности.
По структуре выражений для компонент тензора теплопроводности-можно предположить, что описанный процесс переноса полностью является трансцилляторным. Следующая глава целиком посвящена доказательству этого положения.