Розглянуто процеси теплообміну у каналах технологічного обладнання з навколишнім середовищем у випадках, які є найбільш розповсюдженими в машинах та апаратах хімічної та харчової промисловості. У першому випадку зовнішнє середовище вважається нескінченним тепловим резервуаром із заданою температурою. У другому випадку роль зовнішнього середовища виконує канал, у якому рухається теплоносій, при цьому температура теплоносія не вважатися заданою і змінюється уздовж довжини каналу. У рівняння теплообміну входять конвективні доданки та доданки з теплопровідністю при цьому теплообмін у каналі з неньютонівською рідиною відбувається при великих значеннях числа Пекле. Рух теплоносія в каналі вважається інерційним і теж відповідає великим значенням числа Пекле. У гідродинамічному аспекті неньютонівські рідини та теплоносій рухаються в різних режимах, а в тепловому аспекті – в одному. Сформульовано рівняння теплообміну при течії неньютонівських (в’язкопластичної та узагальнено-зрушеної) рідин. Наведені рівняння теплообміну, являють собою систему диферинціальних рівнянь першого порядку в кінцевих різницях для температури рідини в каналі. І в цьому полягає їх головна відмінність від розрахунків для випадків фіксованих температу на стінках прямого каналу та занурення прямого каналу в тепловий резервуар з фіксованою температурою. Показано, що температура рідини залежить від поздовжньої координати вздовж каналу. В цьому випадку залежність температури від геометричних характеристик каналу визначається площею поперечного перетину каналу та його периметром, а також відношенням геометрічних розмірів (ширини, висоти та довжини) каналу. Отримані вирази, при проведенні інженерних розрахунків дозволяють визначати відповідні коефіцієнти тепловіддачі і теплопередачі при течії неньютоновскіх рідин в каналах і з зовнішнім середовищем.
Розглянуто особливості моделювання руху в'язко-пластичного матеріалу, що стискається з показниками, залежними від тиску в каналах складної геометрії технологічного обладнання. Як матеріал обрано бінгамовські (в'язко-пластичні) рідини з двома постійними параметрами – в’язкістю та порогом зрушення, які залежать від тиску. Розглядається течія в плоскому каналі. Рух границь передбачається чисто поздовжнім, а поле течії при цьому не є поздовжнім. Поява поперечної складової швидкості обумовлене залежністю параметрів реологічної моделі від тиску. Моделювання течії здійснювалось в два етапи. На першому етапі розглядається реологічна модель течії бінгамівського матеріалу, але без стискання. На другому етапі проводилось вивчення впливу фактора баротропного стискання. При розгляді моделі течії використано метод суперпозицій. У рамках запропонованої моделі отримані рівняння нульового та другого наближення для визначення характеристик бінгамівської течії в пласкому каналі. Стискаємість в'язко-пластичного матеріалу показана у величинах тиску та різниці швидкостей на границях каналу. Математичний опис течії в'язко-пластичної баратропної рідини у каналах складної геометрії технологічного обладнання дозволяє з максимальною узагальненістю параметрів встановити залежність в’язкості і граничного значення напруження зрушення від тиску.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.