Радиационно-конвективный теплообмен в пограничных слоях на проницаемой поверхности

• Автор: Синицын, Валерий Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 144 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА

КОМБИНИРОВАННОГО ТЕПЛООБМЕНА II

1.1 Радиационный теплообмен в движущихся нетеплопроводных средах II

1.2 Радиационноконвективный теплообмен в одномерном относительно течения приближении .

1.3 Радиационноконвектив теплообмен

при ламинарном движении среды

1.4 Радиационноконвективный теплообмен

при турбулентном движении среды .

Глава П. РАДИАЦИОННОКОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН В

ПЛОСКОМ СЛОЕ СЕЛЕКТИВНО ПОГЛОЩАЮЩЕГО ГАЗА.
2.1 Постановка задачи и метод решения
2.2 Роль теплофизических факторов в теплообмене
2.3 Роль гидродинамических факторов в теплообмене
2.4 Влияние оптических свойств границ на теплообмен .
Глава Ш. РАДИАЦИОННОКОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН В
ЛАМИНАРНОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ НА ПРОНИЦАЕМОЙ ПЛАСТИНЕ
3.1 Постановка задачи и метод решения
3.2 Роль гидродинамических факторов в теплообмене
3.3 Роль оптических свойств .
3.4 Сравнение результатов расчета с данными
других авторов .
Глава ГУ. РАДИАЩОННОКОНВЖТИВНЫЙ ТЕПЛООМЕН В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ НА ПРОНИЦАМОЙ ПОВЕРХНОСТИ
4.1 Постановка задачи и метод решения .
4.2 Сравнение результатов расчета с экспериментальными данными .
4.3 Роль гидродинамических факторов в теплообмене
4.4 Роль числа Больцмана и оптических свойств
пластины в теплообмене
4.5 0 применимости аддитивного подхода в расчете радиационноконвективного теплообмена .
4.6 Сравнение результатов расчета теплообмена
в серой и селективно поглощающей средах III
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ .
ЛИТЕРАТУРА


Работа выполнена в лаборатории радиационно-кондуктивного теплообмена Института теплофизики СО АН СССР (заведующий лабораторией д. Рубцов H. A.). Постановку и результаты численного решения задачи о радиационно-конвективном теплообмене в плоском слое селективно поглощающей среды на проницаемой поверхности. Постановку и результаты численного решения задачи о радиационно-конвективном теплообмене в ламинарном пограничном слое селективно поглощающего газа на пористой пластине. Постановку и результаты численного решения задачи о радиационно-конвективном теплообмене в турбулентном пограничном слое селективно поглощающего газа на пористой пластине. Координац. Теплофизика" (Гос. Пост. ГКНТ п. РАН СССР № I0II-8 (Гос. Радиационный и сложный теплообмен" (Гос. Годовой экономический эффект от внедрения результатов исследования является составной частью общего экономического эффекта,полученного Конструкторско-технологическим бюро и Институтом теплофизики СО АН СССР и составляет 0 тыс. Некоторые результаты диссертации вошли в монографию д. Рубцова H. A.: "Теплообмен излучением в сплошных средах" - Новосибирск: Наука,Сибирское отделение,,-7с. Глава I. Бурное развитие новой техники существенно стимулировало исследования сложного теплообмена. В нашей стране и за рубежом в последнее время было опубликовано большое количество теоретических и экспериментальных работ по этому вопросу. Однако, несмотря на определенные успехи, достигнутые к настоящему времени в направлении создания достаточно общих и точных методов расчета сложного теплообмена проблема в целом далека от своего завершения. В основном это объясняется трудностями математического описания процесса а также многообразием физических условий в реальных ситуациях. Для полного решения задачи о сложном теплообмене в движущейся среде приходится рассматривать систему уравнений, включающую в себя уравнения движения, нелинейное интегро-дифференциальное уравнение энергии и уравнение переноса излучения с соответствующими краевыми условиями. При высоких температурах положение осложняется необходимостью учета диссипативных и диффузионных эффектов, рассеяния излучения, диссоциации, ионизации и химических реакций. Большая физическая и математическая сложность процессов теплообмена при совместном действии излучения, конвекции и теплопроводности существенно затрудняет исследование и заставляет использовать те или иные посылки, упрощающие реальную физическую картину. Авторы работы [9] применили зональный метод расчета радиационного теплообмена. Такой подход приводит к необходимости решать достаточно сложную систему нелинейных алгебраических уравнений, что возможно только с привлечением быстродействующих ЭВМ. В Ч ~ 5] было выполнено аналитическое решение задачи, основанное на использовании компенсированного приближения в описании радиационного переноса при отсутствии источников тепловьщеления. Рассматривался стационарный режим теплообмена в плоском и цилиндрическом каналах. Задача в данном случав свелась к рассмотрению нелинейного дифференциального уравнения простейшего типа, решение которого представимо в квадратурах. Вычислены температурное поле и некоторые теплообменные характеристики, применяемые в технических приложениях. В результате анализа установлено, что влияние гидродинамических особенностей потока на радиационный теплообмен в движущейся среде оказывается аналогичным для обеих геометрий течения. Был обнаружен экстремальный характер изменения теплового потока при различных значениях оптической толщины движущейся среды. Решение задачи в рассматриваемом приближении применительно к условиям работы авиационно-космических систем можно найти в работах -]. Несмотря на значительную схематизацию процесса, задачи такого типа позволили выяснить влияние поля скоростей на перенос тепла излучением. Радиационно-конвективный теплообмен в одномерном относительно течения приближении. В условиях умеренных температур, когда вклад излучения в теплообмен сравним с долей конвекции и теплопроводности, рассмотренное выше допущение может привести к заметным ошибкам в расчете.