Експериментальне дослідження нестаціонарного теплообміну в суміші

Abstract

Виконано експериментальні дослідження тепловіддачі від вертикальної циліндричної стінки до органічної суміші з обмеженою інформацією про теплофізичні властивості. Для досліджень запропоновано портативний експериментальний стенд основна частина якого складається з двох коаксіальних циліндрів, термопар, пристрою збирання інформації з термопар та її передавання на ЕОМ. Коефіцієнти тепловіддачі від стінки до органічної суміші визначено двома методами: методом для стаціонарних процесів теплообміну та методом регулярного теплового режиму в системі «циліндричний об’єм заповнений водою – металева стінка – суміш», за умов розміщення суміші у зовнішньому кільцевому каналі. Виявлено, що на дослідному проміжку витримується співвідношення для надлишкової температури ln(ϑ) = f(τ), яке характерне для регулярного теплового режиму у твердих тілах різної форми Встановлено, що розбіжність коефіцієнтів тепловіддачі визначених методом регулярного теплового режиму і визначених методами стаціонарному режиму не перевищує 20%. Розбіжність пояснюється тим, що експериментальні дослідження проводилися за умов нестаціонарного теплообміну, а обробка дослідних даних для визначення коефіцієнтів тепловіддачі виконувалася за методикою, яка застосовується для стаціонарних режимів теплообміну. Отримані експериментальні дані підтверджують можливість використання методу регулярного теплового режиму для дослідження інтенсивності тепловіддачі до в’язких рідин та органічних сумішей. Запропонована лабораторна установка та методика обробки дослідів дозволяють оперативно оцінювати коефіцієнти тепловіддачі до в’язких рідини та сумішей з обмеженою інформацією про їх теплофізичні властивості та запропонувати методи інтенсифікації процесів конвективного теплообміну.

Experimental studies of the heat transfer process from the vertical cylindrical wall to the organic mixture with limited information of thermal physical processes have been carried out. The portable experimental stand, main part of which consists of two coaxial cylinders, thermocouples, device for information collection from the thermocouples and its transfer to the computer. Heat transfer coefficients from the wall are determined by means of two methods: method for stationary heat exchange processes and method of the regular thermal mode in the system «cylindrical volume filled with water – metal wall – mixture», on the condition of mixture location in the external annular channel. It was revealed that at the investigated interval the ratio for the excess temperature ln(ϑ) = f(τ) is maintained, it is typical for the regular thermal mode in the solid bodies of different forms. It was established that the discrepancy of heat transfer coefficients, determined by the method of the regular thermal mode and determined by the methods of the stationary mode does not exceed 20%. The difference is explained by the fact that the experimental studies were carried out on conditions of non-stationary heat exchange and the processing of the experimental data for the determination of the heat-transfer coefficients was performed, applying the technique, used for stationary heat exchange modes. The data, obtained as a result of the studies, prove the possibility of applying the method of regular thermal mode for the study of heat transfer intensity to viscous liquids and organic mixtures. The proposed laboratory installation and the technique of the results processing enable to assess heat transfer coefficients to the viscous liquids and mixtures with the limited information about their thermal physical properties and suggested methods of intensification of the convective heat exchange.

Проведены экспериментальные исследования процесса теплообмена от вертикальной цилиндрической стенки к органической смеси с ограниченной информацией о теплофизических процессах. Переносной экспериментальный стенд, основная часть которого состоит из двух коаксиальных цилиндров, термопар, устройства для сбора информации с термопар и передачи ее на компьютер. Коэффициенты теплопередачи от стенки определяются двумя методами: методом стационарных процессов теплообмена и методом регулярного теплового режима в системе «цилиндрический объем, заполненный водой - металлическая стенка - смесь», при условии расположения смеси в внешний кольцевой канал. Выявлено, что на исследуемом интервале соотношение избыточной температуры ln (ϑ) = f (τ) сохраняется, это характерно для регулярного теплового режима в твердых телах разных форм. Установлено, что расхождение коэффициентов теплопередачи, определяемых методом регулярного теплового режима и определяемых методами стационарного режима, не превышает 20%. Различие объясняется тем, что экспериментальные исследования проводились в условиях нестационарного теплообмена, а обработка экспериментальных данных для определения коэффициентов теплообмена проводилась с использованием методики, используемой для стационарного теплообмена. режимы. Полученные в результате исследований данные подтверждают возможность применения метода регулярного теплового режима для изучения интенсивности теплообмена с вязкими жидкостями и органическими смесями.