Конвективном теплообмене
Следует иметь в виду что действительная температура заслонки будет несколько ниже определенной по приведенному выше уравнению вследствие конвективного теплообмена и влияния термического сопротивления материала самой заслонки. Дополнительный экран с
На основании изложенного выше можно сделать вывод, что величина и направление конвективного теплообмена человека с окружающей средой определяется в основном температурой окружающей среды, атмосферным давлением, подвижностью и влагосодержанием воздуха, т.е. & =f(tK; В; w; ф).
раметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность. Например, понижение температуры и повышение скорости воздуха способствуют усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота, что может привести к переохлаждению организма. Повышение скорости воздуха ухудшает самочувствие, так как способствует усилению конвективного теплообмена и процессу теплоотдачи при испарении пота.
При душировании по способу ниспадающего потока воздух подают на рабочее место сверху с минимально возможного расстояния струей большого сечения и с максимальной скоростью. Душирование по способу ниспадающего потока требует меньшего расхода воздуха и меньшей степени его охлаждения по сравнению с обычными воздушными душами, что позволяет в большинстве случаев обходиться испарительным (адиабатическим) охлаждением воздуха рециркуляционной водой. При интенсивности облучения свыше 2,1 кВт/м2 воздушный душ не может обеспечить необходимого охлаждения. В этом случае надо по возможности уменьшить облучение, предусматривая теплоизоляцию, экранирование или водовоздушное душирование. Это позволяет наряду с усилением конвективного теплообмена увеличить и теплоотдачу организма путем испарения влаги с поверхности тела и одежды. Для периодического охлаждения рабочих устраивают радиационные кабины, комнаты отдыха.
Количество теплоты, отдаваемое организмом человека различными путями, зависит от того или иного параметра микроклимата. Так, величина и направление конвективного теплообмена человека с окружающей средой определяется в основном температурой окружающей среды, атмосферным давлением, подвижностью и влагосодержанием воздуха.
где h - коэффициент конвективного теплообмена (теплоотдачи).
времени, тем выше точность результата. Графический метод Шмидта может рассматриваться лишь как приближенный. Строго говоря, в данном случае принимается допущение, что распространение тепла в пластине происходит так же, как в полубесконечном теле, т. е. теплоотдача с холодной поверхности здесь не учитывается; в противном случае температура в 100°С была бы достигнута с некоторым запозданием. Этот метод может быть видоизменен с целью учета конвективного теплообмена на поверхности нагрева, при этом температура поверхности уже не будет считаться постоянной [426] .
Как уже отмечалось, термин "конвекция" относится к теплообмену между поверхностью твердого тела и окружающей жидкостью. Если жидкость обтекает поверхность в виде непрерывного потока, то конвекция называется вынужденной. Примером ее является перенос тепла к плавкому элементу спринклерной головки, подвергающейся воздействию потока горячих продуктов горения из зоны пожара (разд. 4.4.2). Однако, если это движение порождается восходящим потоком нагретого газа, соприкасающегося с горячей поверхностью, то конвекция называется естественной. Известно, что коэффициент конвективного теплообмена, определяемый соотношением (2.3) (h = q"/At), является функцией свойств жидкости или газа (теплопроводности, плотности и вязкости) , параметров потока (скорости и характера потока)" и геометрии поверхности (ее размеров и ориентации относительно потока).
Таблица 2.3. Некоторые соотношения, рекомендуемые для описания конвективного теплообмена [ 207], [ 435]
а коэффициент конвективного теплообмена опреде ляется по формуле
где k, - коэффициент конвективного теплообмена.
В работе В. П. Сучкова с участием автора рассмотрена нестационарная задача прогрева стенки без учета влияния жидкости. Если в сложном лучисто-конвективном теплообмене коэффициент теплоотдачи от стенки к окружающему воздуху и газовому пространству резервуара равен а, решение имеет вид
Конвенктивный теплообмен. Как уже отмечалось, при конвективном теплообмене перенос тепла происходит от поверхности твердого тела к движущейся жидкости (или наоборот). Этот процесс описывается эмпирическим соотношением, которое впервые было предложено Ньютоном:
В число прочих источников зажигания входят механические искры, раскаленные поверхности и раскаленные провода. Механизмы такого вынужденного воспламенения заключаются в конвективном теплообмене от поверхности твердого тела к газу, а само воспламенение происходит спонтанно в раскаленном пограничном слое. Для истолкования этого механизма может быть использован рис. 6.1. Представим-еебе небольшой объем воспламеняемой паровоздушной смеси, заключенной внутри пограничного слоя; примем для простоты, что температура Та равномерна по всей смеси. При этих условиях Qc > L и температура элемента объема быстро повышается. В данном конкретном случае интенсивность теплоотвода не может приостановить мгновенную реакцию, и воспламенение произойдет, когда система пройдет через точку, которая соответствует высокотемпературному процессу горения (см. выше). В действительности температура в пограничном слое распределена неравномерно (см. рис. 2.16), и любое движение воздуха или турбулентность существенно влияют на интенсивность теплоотвода. Следовательно, развитие пламенного горения будет зависеть от развитости поверхности ее очертания и температуры точно так же,как и от окружающих условий. В литературе [63], [278] приводятся температуры для дожигания стехиометрических паровоздушных смесей, которые относятся к режиму равномерного нагрева значительного объема смеси (> 0,21), заключенной в стеклянном сферическом резервуаре. При этих условиях прини-
Если тепловой поток является непрерывным, то условие, соответствующее температуре воспламенения, можно охарактеризовать минимумом температуры поверхности, при которой исходящий с этой поверхности поток летучих продуктов будет достаточным для поддержания пламенного горения на поверхности. Можно выделить ряд факторов, которые, по-видимому, существенны для достижения температуры воспламенения. К этим факторам можно отнести эффекты, связанные с химической реакцией, проходящей на поверхности и под ней. Сюда же можно отнести и движение летучих продуктов сквозь поверхностные слои [368]. Однако, если принять что материал твердого вещества является полностью инертным, задачу можно упростить, сведя ее к задаче о теплопередаче к поверхности [206], [360]. Эти вопросы были подвергнуты анализу в обзоре [206], где были рассмотрены различные решения уравнения одномерной задачи теплопроводности [уравнение (2.15)], причем граничные условия этой краевой задачи подбирались для рассмотрения ряда практических конфигураций, включая как неограниченную пластину, так и полубесконечное одномерное твердое тело (эти граничные условия были рассмотрены в разд. 2.2.2). Во всех случаях принималось, что твердое тело является непрозрачным и инертным, а также обладает однородными тепловыми характеристиками, которые не зависят от температуры. Химическим разложением и связанными с этим энергетическими изменениями в твердом теле пренебрегают, хотя сомнительность таких пренебрежений очевидна. Тем не менее влияние указанных факторов можно отнести ко вторичным эффектам, что позволяет выделить подлежащие изучению основные моменты, влияющие на процесс зажигания твердых веществ. Большинство теоретических и экспериментальных исследований концентрировались на зажигании, индуцированном лучистым тепловым потоком. Первоначальным стимулом для проведения этих исследований было понимание того, что уровни теплового излучения при ядерном взрыве могут оказаться достаточными для зажигания горючих материалов на больших расстояниях от центра взрыва. Однако совсем недавно стало очевидным, что излучение играет фундаментальную роль в развитии и распространении пожара во многих случаях, таких как пожары открытых очагов (штабелей, сложенных из бревен или брусьев и т. д.) и помещений (гл. 9). Сохраняется сильный интерес к зажиганию излучением, хотя нельзя при этом игнорировать и зажигание при конвективном теплообмене. В следующих разделах будут рассмотрены соответствующие решения уравнения одномерной задачи теплопроводности
Учение о конвективном теплообмене предусматривает определение количества теплоты, которым обменивается движущийся поток газа или жидкости с поверхностью твердого тела (стенкой), причем перенос тепла происходит одновременно конвекцией и теплопроводностью. В ряде случаев происходит изменение агрегатного состояния теплоносителя, и тогда теплообмен необходимо рассчитывать с учетом процессов массопереноса.
В работах [23, 66] предложена функциональная структура библиотеки модулей расчета стандартных ТА, включая модули расчета ТА при конвективном теплообмене, а также при изменений фазового состояния потоков. Предложенная библиотека предназначена для решения задач автоматизированного
Для установления времени выживания емкостных аппаратов при лучисто-конвективном теплообмене за рубежом проведены были специальные исследования. Испытываемый резервуар заполнялся легковоспламеняющейся жидкостью примерно на половину и устанавливался на высоте 0,4 м над поверхностью ЛВЖ, залитой в ис« питательную ванну. Размеры ванны по длине и ширине превышали размеры резервуара на 0,3 м.
При преимущественном конвективном теплообмене для теплоизоляции используют ограждения, содержащие слои материала, не проницаемого для воздуха; при лучистом теплообмене - конструкции из материалов, отражающих тепловое излучение, например из фольги, металлизированной лавсановой пленки; при теплопроводности - материалы с развитой пористой структурой, характеризующиеся низким коэффициентом теплопроводности, Вт/(мК), а также устройством многослойных конструкций с воздушными прослойками.
Влияние диаметра и других параметров на возможность горения объясняется в принципе так же, как их влияние на тепловое самовоспламенение, возникающее при равномерном нагреве ВВ. В последнем случае теп-лоприход пропорционален кубу диаметра, теплоотвод при конвективном теплообмене — его квадрату; при кондуктивном теплоотводе его величина растет с диаметром медленнее; в критерий Франк—Каменецшго диаметр входит во второй степени — при увеличении диаметра возрастает путь тепла от места его выделения до стенки.
Так как количество выделяющегося тепла пропорционально объему ВВ, а теплоотвод (при конвективном теплообмене) — его поверхности, то температура самовоспламенения зависит от количества ВВ. Чем больше это количество, тем меньше (при данной форме заряда) отношение поверхности к объему, тем ниже температура самовоспламенения. Отсюда ясно, что температура вспышки не является абсолютной константой ВВ; при больших размерах заряда вспышка данного ВВ может происходить при гораздо более низких температурах, чем указано в таблицах. Задержка ее может быть в этом случае также весьма большой.
 Читайте далее:
 Керамические материалы
Котельном помещении
Кратковременное воздействие
Кратковременном пребывании
Кратностью воздухообмена
Крепежных элементов
Кислорода ацетилена
Криогенных температурах
Кислородные изолирующие
Кислородных респираторах
Кислородной недостаточности
Кислородно изолирующие
Кислотозащитной пропиткой
Классификация источников
Классификация взрывоопасных
|
