Теплопритоки к жидкому хладагенту. Основные понятия. Теплопередача за счет теплопроводности остаточного газа

Содержание

Слайд 2

Каналы теплопритока к жидким хладагентам Конвекция (конвективный теплообмен); Теплопроводность остаточного газа;

Каналы теплопритока к жидким хладагентам

Конвекция (конвективный теплообмен);
Теплопроводность остаточного газа;
Приток тепла

за счет теплопроводности труб, опор, подвесок, измерительных проводов, токовводов;
Лучистый теплообмен.
Слайд 3

Высоковакуумная изоляция

Высоковакуумная изоляция

Слайд 4

Теплопередача за счет теплопроводности остаточного газа Средняя длина свободного пути молекул

Теплопередача за счет теплопроводности остаточного газа

Средняя длина свободного пути молекул различных

газов при давлении 1 Па
Слайд 5

Теплопередача за счет теплопроводности остаточного газа В зависимости от значения критерия

Теплопередача за счет теплопроводности остаточного газа

В зависимости от значения критерия Кнудсена

различают вакуум низкий, средний и высокий.
Критерий Кнудсена или число Кнудсена определяется как
Kn = l/dэф
l - средняя длина свободного пробега молекул газа
dэф - эффективный размер вакуумной системы
Для сферического сосуда диаметром D эффективный размер камеры dэф = 2/3D ,
для трубы бесконечной длины диаметром D dэф = D,
для двух бесконечных параллельных плоскостей, расположенных на расстоянии друг от друга, dэф = 2D.
Слайд 6

Теплопередача за счет теплопроводности остаточного газа Низкий вакуум – это состояние

Теплопередача за счет теплопроводности остаточного газа

Низкий вакуум – это состояние газа,

при котором взаимные столкновения между молекулами преобладают над столкновениями молекул газа со стенками вакуумной камеры. Такое состояние газа соответствует условию Kn<<1. При этом длина свободного пути молекул газа значительно меньше размеров вакуумной камеры.
Средний вакуум – это состояние газа, когда частоты соударений молекул друг с другом и со стенками вакуумной камеры одинаковы, при этом l ≈ dэф, а Kn ≈ 1.
Высокий вакуум – это состояние газа, при котором столкновения молекул газа со стенками вакуумной камеры преобладают над взаимными столкновениями молекул газа. При этом Kn>1.
Условие существования среднего вакуума можно записать в виде 5⋅10-3 В криогенной технике интерес представляет только ситуация высокого вакуума.
Слайд 7

Теплопередача за счет теплопроводности остаточного газа При соударениях молекул газа с

Теплопередача за счет теплопроводности остаточного газа

При соударениях молекул газа с ограничивающей

стенкой между ними не происходит полного обмена энергией, что характеризуется
коэффициентом аккомодации Кнудсена α.
Коэффициент аккомодации α характеризует неполноту обмена энергией между молекулами газа и поверхностью.
Коэффициент аккомодации зависит от природы газа и твёрдого тела. На его величину также оказывают влияние температура, состояние поверхности твёрдого тела, наличие на ней адсорбированных газов и т.д.
Слайд 8

Теплопередача за счет теплопроводности остаточного газа Приближенные значения коэффициентов аккомодации на чистых металлических поверхностях

Теплопередача за счет теплопроводности остаточного газа

Приближенные значения коэффициентов аккомодации на чистых

металлических поверхностях
Слайд 9

Теплопередача за счет теплопроводности остаточного газа Плотность теплового потока между двумя

Теплопередача за счет теплопроводности остаточного газа

Плотность теплового потока между двумя поверхностями

(концентрические сферы, коаксиальные цилиндры, параллельные пластины), обусловленного теплопроводностью остаточного газа в режиме l>>d, рассчитывается как

где q в Вт/м2; R = 8310 Дж/(К⋅кмоль) – универсальная газовая постоянная; μ – молярная масса газа; р – давление; γ = Сp/Cv – показатель адиабаты; T – температура, измеренная в месте регистрации давления;

Слайд 10

Теплопередача за счет теплопроводности остаточного газа α1,α2 – коэффициенты аккомодации выпуклой

Теплопередача за счет теплопроводности остаточного газа

α1,α2 – коэффициенты аккомодации выпуклой и

вогнутой поверхностей соответственно;
S1, S2 – площади поверхностей выпуклого и вогнутого тела.
Слайд 11

Теплопередача за счет теплопроводности остаточного газа Плотность теплового потока между двумя

Теплопередача за счет теплопроводности остаточного газа

Плотность теплового потока между двумя поверхностями

где

р в паскалях. Или:

где р в мм рт.ст.