Теплообмен между газом и ограничивающей его поверхностью.

Условия:

1. Газовая среда серая, имеет постоянную температуру;

2. Стенка серая и тоже имеет постоянную температуру;

3. .

Найти: -?

;

; (1)

;

; (2)

. (3)

Подставим (2) и (3) в (1):

;

;

.

45. Лучистый теплообмен в замкнутой системе газ-стенка-материал

Допущения:

a) =const = const =const

б)Лучистые характеристики газа одинаковы во всех направлениях

в)Плотность излучения прямых и отображенных потоков от материала и кладки одинакова по всем направлениям

г)Рассматриваем только однократные отражения лучистых потоков

д) =0.

Кладка абс черная, поглощает всю энергию.

е)

ж)

46. Внутренний теплообмен, основные понятия.

Расчет заключается в определении времени нагрева.

Для этого находим значение критерия Bi

Определение времени нагрева термически тонких тел (Bi<0.25):

- для пластины.

коэффициент зависящий от формы. Для пластины – 1, для цилиндра – 2 (d=δ), для шара – 3(d= δ).

Кр – учитывает увеличение скорости нагрева за счет размещения заготовок с зазорами

Самым предпочтительным считается 3-й способ расположения объектов

При значении Bi<0.4 тела называются тонкими с поправкой на массивность

m – коэффициент массивности

Нагрев массивных тел

На основе решения уравнения Фурье для одномерной модели:

Условия однозначности содержат начальные и граничные условия:

1) начальные условия характеризуют температурное состояние в момент времени τ = 0.

t_нач = t(τ = 0) = const

НАГРЕВ ОХЛАЖДЕНИЕ

2) Граничные условия характеризуют тепловое состояние точек тела на границе между нагреваемым телом и теплоносителем.

а) Граничные условия I рода.

Теплообмен обеспечивает заданный закон изменения температуры обогреваемой поверхности тела.

t_пов = const

б) Граничные условия II рода.

Задается закон изменения плотности теплового потока через поверхность нагреваемого изделия.

в) Граничные условия III рода.

Задаются температура теплоносителя и закон внешнего теплообмена на границе изделия и среды

47 Нагрев массивных изделий с граничными условиями I рода.

Определение времени выдержки. Нагрев в расплаве.

;

.

48 Нагрев с граничными условиями II рода.

;

;

- центр: ;

- поверхность: ;

.

Такой режим используется для нагрева тел большой массивности, когда разность температур регламентирована.

.

49 Решение уравнения Фурье с граничными условиями III рода.

;

.

Решение представлено в виде номограмм Будрина.

50 Определение времени нагрева тонких тел.

Термически тонкими называются тела, в объёме которых можно пренебречь разностью температур. ; Bi<0,1..0,25.

;

; ;

;

c=const; α=const:

;

; .

С учётом поправки (коэффициент размещения, коэффициент формы):

, ;

если детали размещены без зазоров.

- ф-ла Старка В.В.

51?

52 Циркуляция газов в рабочей камере

- увеличивается интенсивность конвективной теплоотдачи;

- выравниваются температуры в рабочем пространстве;

- повысить равномерность нагрева.

Интенсивность циркуляции зависит от:

- от начальной скорости газового потока, ;

- от соотношения, от начального диаметра , чем выше тем более дальнобойнее струя;

- от взаимного расположения горелок и места выхода газа.

Схема циркуляции газов в печах.

1. Однонаправленное расположение горелок и выходного отверствия.

2. Одностороннее размещение горелок и выходных отверстий.

3. Встречное шахматное размещение горелок и выходных отверстий

4. Встречное размещение горелок

5. Туннельное, однонаправленное расположение с наличием сплошного движения газа

6. Усиленное движение газов в плавильных печах циклонного типа

Отверстие для вывода газов не целесообразно размещать напротив горелок. Любые технические отверстия не целесообразно размещать вблизи горелок, где наибольшие присосы.

Газоотводящие отверстия размещают на поду, где самые холодные газы.