Теоретическое и экспериментальное исследования теплоотдачи при свободной конвекции в области сверхкритического давления

• Автор: Сулейманов, Самендар Вели оглы
• Шифр специальности: 05.14.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Баку
• Количество страниц: 187 c. : ил

Условные обозначения

ф плотность теплового потока, Вты лж,лт соответственно, молекулярный и турбулентный коэффициенты теплопроводности, Втмград

плотность жидкости, кгг

молекулярный и турбулентный коэффициенты динамической вязкости, нсекм2

Ср тепломкость, кджкгград

Р кинематическая вязкость, иРсек

Т касательное напряжение, нм

коэффициенты турбулентной тешературопроводности и вязкости

динамическая скорость, мсек

7 безразмерная температура

7 скорость течения, мсек

температура, С
X, у координаты, м
Р давление, МПа
Тт, т температура, соответствующая максимуму тепломкости при Р Р , К, С
безразмерная скорость
V1 М
р безразмерная координата
7 5 масштаб температур
толщина пограничного слоя, м
коэффициент объмного расширения, 1град
оС коэффициент теплоотдачи, ВтАрад
Э, критическое давление и температура, МПа, К
и, г,Рг числа Нуссельта, Прандтля, Грасгофа.
Индексы
С стенка,
Ж невозмущенная жидкость,
Ср среднее,
Л ламинарное.
Остальные обозначения даются в тексте.
ГЛАВА 1У. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ШЗИЧЕЮКИХ ПАРАМЕТРОВ ВЕЩЕСТВА НА ХАРАКТЕР ТЕПЛООТДАЧИ И ОБОБЩЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ.
I. Влияние изменения физических свойст вещества
на теплоотдачу при сверхкритическом давлении
2. Влияние температуры и давления жидкости на
теплоотдачу при сверхкритическом давлении . .
3. Обобщение экспериментальных данных по теплоотдаче при свободной конвекции этилбензола. .
ГЛАВА У. ПРИБЛИЖЕННОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 0 ОПРЕДЕЛЕНИЮ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ ТУРБУЛЕНТНОМ РЕЖИМЕ СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ В ОБЛАСТИ ДАВЛЕНИЯ Р Рк 6
I. Определение профиля скорости в пристеночном
слое 6
2. Определение профиля температуры в пристеночном слое 1
3. Расчт теплоотдачи при турбулентном режиме
свободной конвекции в области давления 6
4. Сравнение результатов теоретического анализа
с экспериментальными данными для различных
жидкостей, полученныхР РКр 8
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 4
ЛИТЕРАТУРА


В первой главе дан обзор опубликованных теоретических и экспериментальных исследований и описывается задача настоящей работы. Во второй главе даны описания экспериментальной установки, методика проведения опытов и расчёт погрешности опыта. В третьей главе приводится анализ экспериментальных данных при ламинарном и турбулентном режимах свободной конвекции. В четвертой главе приводится анализ влияния изменения физических параметров жидкости на характер теплоотдачи и обобщаются экспериментальные данные. В пятой главе приводятся результаты определения коэффициента теплоотдачи при турбулентном режиме свободной конвекции в области давления Р > Р . Диссертационная работа выполненна на кафедре "Теоретические основы теплотехники" Азербайджанского института нефти и химии им. М.Азизбекова в соответствии с планом научно-исследовательских работ проблемной лаборатории "Термодинамика углеводородов", координируемых научным Советом "Теплофизика" АН СССР, шифр (1. Считаю своим приятным долгом выразить благодарность к. ТОТ АзИНЕФТШШ Ф. И.Калбалиеву за активное участие в выборе диссертационной теш, консультации и постоянную помощь во время выполнения и оформления работы. ГЛАВА I. Изучению ряда особенностей, возникающих в процессе теплообмена, вследствие резких изменений физических свойств и влияния других факторов в сверхкритической области параметров состояния вещества, посвящены работы /1*3/, /5-/, /+,,/. Результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов теплообмена в указанной области параметров состояния вещества показывают, что коэффициент теплоотдачи является функцией большого числа аргументов, сильно изменяющихся с температурой и давлением. Установлено, что при вынужденном режиме течения и сверхкри-тическом давлении существуют ухудшенные и улучшенные режимы теплоотдачи. В некоторых случаях ухудшенный режим теплоотдачи сопровождался колебаниями давления жидкости (звуком) и температуры стенки. Для объяснения этих режимов теплоотдачи и отдельных эффектов, сопровождающих их, на рис. У/ взятый из работы //. Видно, что график имеет сложный вид и изменяется несколько раз, но дважды с увеличением коэффициента теплоотдачи на участках БВ и ГД и относительным ухудшением его на учас'Р-ке ВТ. Всё отмеченное наблюдалось при резких изменениях физических свойств жидкости по сечению потока, который затрудняет расчёт конвективного теплообмена обычным уравнением. Дейслер [4] и Гольдман [] пытались аналитически решить тепловую и и гидродина? Рис. Р=6,5 МПа; у? Была видвинута гипотеза о "псевдокипении", с помощью которой ряд исследователей объяснял расхождение теоретических и экспериментальных результатов, полученных в окрестности критической точки. Некоторые авторы расхождение между теоретическими и экспериментальными данными объясняют недостаточной точностью определения физических параметров, а также ограниченностью экспериментальных данных. В настоящее время имеются многочисленные уравнения с различными поправками [б, ,] . Однако эти уравнения, предложенные разными исследователями для свободного течения жидкости, не описывают экспериментальных данных, полученных для любого теплоносителя. Для сверхкритической области нет единого представления о механизме теплообмена при свободной конвекции и, особенно, при турбулентном режиме свободной конвекции. Ниже рассматриваются работы, посвященные теплообмену при свободной конвекции и сверхкритическом давлении. Учитывая интерес к теплообмену в сверхкритической области состояния вещества, вызванный потребностями современной техники, наряду с исследованиями при вынужденном движении выполнены теоретические и экспериментальные работы при свободной конвекции, дающие некоторое представление о механизме теплообмена в сверхкритическом и околокритическом состоянии вещества. Одним из таких исследований является работа Ларсон и Шунхалс [I] , в которой приводятся результаты аналитического и экспериментального исследований теплоотдачи при турбулентном режиме свободной конвекции от вертикальной плоской пластины к воде, находящейся в состоянии, близком к критической точке. Р(?