НЕСТАЦІОНАРНИЙ ТЕПЛООБМІН — ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ТЕПЛОВІДДАЧІ СТАЦІОНАРНИМ МЕТОДОМ ТА МЕТОДОМ РЕГУЛЯРНОГО ТЕПЛОВОГО РЕЖИМУ

Анотація

Проведено дослідження на експериментальному стенді, який складається із зовнішньої металевої посудини, що має циліндричну форму, внутрішньої металевої циліндричної посудини, ізольованої ззовні металевої кришки, термопар, пристрою збирання інформації з термопар та її передавання на ЕОМ.

У робочих об’ємах зовнішньої та внутрішньої посудин відхилення значень температури від середньооб’ємної за висотою температури в момент часу знаходиться в межах 10…38 % для тарувальних рідин. Нерівномірність розподілу температур показує, що умови теплообміну нестаціонарні, питомий тепловий потік змінний та температура стінки змінна.

На основі експериментальних даних з рідинами за математичною моделлю визначено коефіцієнт тепловіддачі між навколишнім середовищем (водою) та циліндричною стінкою стаціонарним методом (розрахунковим) і методом регулярного теплового режиму. Запропонована напівемпірична залежність, яка ґрунтується на теорії регулярного теплового режиму, лежить в основі оціночного методу експериментальних даних дослідних рідинних середовищ у разі їхнього нагрівання і охолодження в межах похибки ±30 %.

Отримані експериментальні дані підтверджують можливість використання методу регулярного теплового режиму та стаціонарного методу, розробленого для обчислення у «великому об’ємі», для дослідження інтенсивності тепловіддачі середовищ з відомою інформацією про теплофізичні властивості за нестаціонарного теплообміну в «обмеженому об’ємі».

В умовах зростання температури досліджуваного рідинного середовища коефіцієнт тепловіддачі, знайдений розрахунковим методом, відрізняється від коефіцієнта тепловіддачі, знайденого методом регулярного теплового режиму, більше ніж на 30 %. Це пояснюється тим, що тепловіддача залежить від зміни температури поверхні по її довжині. В результаті зміни температури стінки Т_ст змінюється розподіл температури в тепловому приграничному шарі, змінюється його товщина і значення градієнта температури в рідини біля поверхні тіла.