Giáo trình hướng dẫn phân tích quy trình các phản ứng nhiệt hạch hạt nhân hydro p4

Chia sẻ: Fwet Ret | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

48
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trên đồ thị (lgNu, lgRe) phương trình trên có dạng đường thẳng lgNu = nlgRe + lgC, với n, C được xác định như sau: - Biễu diễn các điểm thực nghiệm trên đồ thị (lgNu,lgRe) - Xác định đường thẳng đi qua tập điểm thực nghiệm nói trên theo phương pháp bình phương nhỏ nhất. - Tìm góc nghiêng β của đường thẳng và giao điểm C0 = lgC với trục lgNu, nhờ đó tìm được n = tgβ và C = 10C0 Khi miền biến thiên của Re khá lớn...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình hướng dẫn phân tích quy trình các phản ứng nhiệt hạch hạt nhân hydro p4

Tõ b¶ng sè liÖu (Nu, Re, Gr. Pr) ng−êi ta cã thÓ t×m c«ng thøc rhùc nghiÖm ë d¹ng Nu = CRenGrmPrp b»ng c¸ch lÇn l−ît x¸c ®Þnh c¸c sè mò n, m, p vµ h»ng sè C trªn c¸c ®å thÞ logarit. 10.3.2.1. Khi Nu = f(Re) = CRen Trªn ®å thÞ (lgNu, lgRe) ph−¬ng tr×nh trªn cã d¹ng ®−êng th¼ng lgNu = nlgRe + lgC, víi n, C ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: - BiÔu diÔn c¸c ®iÓm thùc nghiÖm trªn ®å thÞ (lgNu,lgRe) - X¸c ®Þnh ®−êng th¼ng ®i qua tËp ®iÓm thùc nghiÖm nãi trªn theo ph−¬ng ph¸p b×nh ph−¬ng nhá nhÊt. - T×m gãc nghiªng β cña ®−êng th¼ng vµ giao ®iÓm C0 = lgC víi trôc lgNu, nhê ®ã t×m ®−îc n = tgβ vµ C = 10C0 Khi miÒn biÕn thiªn cña Re kh¸ lín, lµm thay ®æi chÕ ®é chuyÓn ®éng ng−êi ta chia miÒn ®ã ra c¸c kho¶ng ⎣Re i ÷ Re i +1 ⎦ kh¸c nhau vµ t×m ni = tgβi, Ci = 10C0i cho mçi kho¶ng. 111
10.3.2.2. Khi Nu = f(Re,Gr)= CrenGrm §Ó x¸c ®Þnh hµm 2 biÕn trªn, cã thÓ lÇn l−ît t×m ra n, m, C trªn hai ®å thÞ logarit nh− sau: 1. T×m n theo hä c¸c ®−êng th¼ng d¹ng lgNu = nlgRe + lg (CGmi) khi Gr = const trªn ®å thÞ (lgNu, lgNu, lgRe) b»ng c¸ch: - Cè ®Þnh Gr = Gri = const ®Ó x¸c ®Þnh ®−êng th¼ng: lgNui = nilgRei + lg(CGim) nh− trªn vµ t×m ®−îc ni = tgβi, - Thay ®æi Gri, ∀i = 1÷k, sÏ cã 1 hä k ®−êng th¼ng víi ®é dèc ni, ∀i = 1÷k 1k ∑ ni. vµ x¸c ®Þnh n nh− gi¸ trÞ trung b×nh n k i =1 Nu Nu 2. T×m m vµ C theo ®−êng th¼ng lg n = mlgGr + lgC trªn ®å thÞ lg n , Re Re lgGr nh− tr−êng hîp hµm 1 biÕn, sÏ ®−îc m = tgγ víi C = 10C0. 10.3.2.3. Khi Nu = f(Re,Gr,Pr)= CrenGrmPrp §Ó x¸c ®Þnh hµm 3 biÕn trªn, cã thÓ t×m n, m, C theo tr×nh tù sau: - Cè ®Þnh Pr, Gr t¹i c¸c trÞ sè Prj, Gri kh¸c nhau, biÓu diÔn trªn to¹ ®é (lgNu, lgRe) sÏ ®−îc k hä ®−êng th¼ng d¹ng lgNu = nlgRe + lg(CGrm Prn) vµ t×m 1 k ⎛1 k ⎞ ∑ ⎜ k ∑ tgβ Þ ⎟ ; ®−îc sè mò n trung ba×nh theo n = k j=1 ⎝ i =1 ⎠ Nu - Cè ®Þnh Pr t¹i c¸c trÞ sè Prj kh¸c nhau, biÓu diÔn trªn to¹ ®é (lg , Re n 1k Nu = mlgGr vµ t×m ®−îc m = ∑ tgβ Þ . lgGr) sÏ ®−îc 1 hä ®−êng th¼ng lg Re n k j=1 112
Nu -BiÓu diÔn k ®iÓm ®o trªn to¹ ®é (lg , lgPr) sÏ ®−îc hä ®−êng Re n Gr m Nu = p lg Pr + lg C . th¼ng d¹ng: lg Re n Gr m cã gãc nghiªng ϕ vµ giao ®iÓm c0 = lgc, nhê ®ã t×m ®−îc p = artgϕ vµ c = 10 c . 0 10.4. c¸c c«ng thøc thùc nghiÖm tÝnh α 10.4.1. bµi to¸n táa nhiÖt vµ c¸ch gi¶i - Bµi to¸n táa nhiÖt th−êng ®−îc ph¸t biÓu nh− sau: t×m hÖ sè táa nhiÖt α tõ bÒ mÆt cã vÞ trÝ vµ h×nh d¹ng cho tr−íc, ®−îc ®Æc tr−ng bëi kÝch th−íc x¸c ®Þnh l, cã nhiÖt ®é tw ®Õn m«i tr−êng chÊt láng hoÆc khÝ cho tr−íc cã nhiÖt ®é tf vµ vËn tèc chuyÓn ®éng c−ìng bøc lµ ω , nÕu cã t¸c nh©n c−ìng bøc. λ - Lêi gi¶i cña bµi to¸n trªn lµ α = Nu , víi Nu = f (Re,Gr,Pr) t×m theo l c«ng thøc thùc nghiÖm t−¬ng øng víi bµi to¸n ®· cho, trong ®ã c¸c gi¸ trÞ (λ, γ, β, Pr) ®−îc x¸c ®Þnh theo b¶ng th«ng sè vËt lÝ cña chÊt láng t¹i nhiÖt ®é x¸c ®Þnh theo quy ®Þnh cña c«ng thøc thùc nghiÖm. 10.4.2. C«ng thøc tÝnh táa nhiÖt tù nhiªn 10.4.2.1. Táa nhiÖn tù nhiªn trong kh«ng gian v« h¹n Kh«ng gian v« h¹n lµ kh«ng gian chøa chÊt láng cã chiÒu dµy ®ñ lín, ®Ó cã thÓ coi chÊt láng chØ trao ®æi nhiÖt víi bÒ mÆt ®ang xÐt. C«ng thøc chung cho c¸c mÆt ph¼ng, trô, c»u ®Æt th¼ng ®øng hoÆc n»m n ngang, cã d¹ng: Num = C(Gr, Pr) m Trong ®ã quy ®Þnh: NhiÖt ®é x¸c ®Þnh lµ: 1 [t ] = t m = ( t w + t f ). 2 KÝch th−íc x¸c ®Þnh lµ: ⎧h = chiÒu cao cña v¹ch hoÆc èng dÆt th¼ng døng [1] = ⎪ 4f ⎨ ⎪d u = d−êng kÝnh mÆt trô n¨m ngang hoÆc mÆt cÇu ⎩ C¸c sè c vµ n cho theo b¶ng bªn: (GrPr)m C n 10-3÷5.102 Khi tÊm ph¼ng n»m ngang vµ 1,18 1/8 táa nhiÖt lªn th× lÊy α n ↑ = 1,3α h , nÕu táa 5.102÷2. 107 0,54 1/4 NhiÖt xuèng d−íi th× lÊy α n ↓ = 0,7α h . 0,13 1/3 2. 107÷1013 113
10.4.2.2. Táa nhiÖn tù nhiªn trong kh«ng gian h÷u h¹n Kh«ng gian h÷u h¹n ®−îc hiÓu lµ 1 khe hÑp chøa chÊt láng cã chiÒu dµy δ nhá gi÷a 2 mÆt cã nhiÖt ®é kh¸c nhau t w > t w khiÕn cho chÊt láng võa nhËn 1 2 nhiÖn tõ mÆt nãng võa táa táa nhiÖt vµo mÆt l¹nh. L−îng nhiÖt truyÒn tõ mÆt nãng ®Õn mÆt l¹nh ®−îc tÝnh theo c«ng thøc dÉn nhiÖt qua v¸ch chÊt láng dµy δ víi hÖ sè dÉn nhiÖt t−¬ng ®−¬ng λtd, cho bëi c«ng thøc nghiÖm sau: λ td = λ m C(Gr Pr) n m C N [t ] = t m = 1 ( t w1 + t w 2 ) (Gr.Pr) m Víi: < 10 3 1 0 2 [l] = δ = chiÒu dµy khe hÑp 103 ÷ 1010 0,18 1/4 C vµ n ®−îc tÝnh theo b¶ng bªn. λ td q= ( t w1 − t w 2 ), W / m 2 Víi khe hÑp ph¼ng cã: δ 1w 1 − t w 2 q1 = , W / m. Víi khe hÑp trô cã: d2 1 1n 2πλ td d1 10.4.3. táa nhiÖt c−ìng bøc 10.4.3.1. Khi chÊt láng ch¶y ngang qua 1 èng Khi chÊt láng nhiÖt ®é tf ch¶y c−ìng bøc víi vËn tèc ω , lÖch 1 gãc ϕ so víi trôc èng cã ®−êng kÝnh ngoµi d, nhiÖt ®é tw th× c«ng thøc thùc nghiÖm cã d¹ng: 1/ 4 ⎛ prf ⎞ ⎜ ⎟ 0 , 38 Nu fd = C Re .εϕ n prf ⎜ pr ⎟ fd ⎝w ⎠ Trong ®ã quy ®Þnh [t] = tf ; [l] = d; C vµ n cho theo b¶ng sau: Refd C N 10÷10 0,5 0,5 3 103÷2.105 0,25 0,6 εα = f(ϕ) lµ sè hiÖu chØnh theo gãc ϕ = (trôc èng, ω ) cho theo ®å thÞ h×nh 10.4.3a. 10.4.3.2. Khi chÊt láng ch¶y ngang chïm èng Trong thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt, c¸c èng th−êng ®−îc bè trÝ theo chïm song song hoÆc so le. MÆt c¾t ngang cña mçi chïm cã d¹ng nh− H10.4.3.2, ®−îc ®Æc tr−ng bëi b−íc ngang s1, b−íc däc s2 ®−êng kÝnh èng d, sè hµng èng theo ph−¬ng dßng ch¶y n. 114
HÖ sè táa nhiÖt α trung b×nh gi÷a chÊt láng vµ mÆt èng cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc sau: 1 .0 ,15 ⎛ pr ⎞4 ⎛ d ⎞ n − 0,5 λ 0,26 Re 0,65 Prf0,33 ⎜ f ⎟⎜ ⎟ - Khi chïm song song α = , ⎟ ⎜S ⎟ ⎜ pr fd n d ⎠⎝2 ⎠ ⎝w 1 1/ 4 ⎛ pr ⎞ ⎛ S1 ⎞6 λ n − 0,7 0,41 Re 0, 6 ⎜ f ⎟ ⎜ ⎟ - Khi chïm sole víi s 1 /s 2 < 2 th×: α = ⎟ d, ⎜S fd ⎜ ⎟ n ⎝ prw ⎝2 ⎠ ⎠ Trong ®ã quy ®Þnh [t]=tf, [l]= d; n lµ sè hµng èng tÝnh theo ph−¬ng vËn tèc ω cña chÊt láng. 10.4.3.3. Khi chÊt láng ch¶y trong èng HÖ sè to¶ nhiÖt gi÷a chÊt láng cã nhiÖt ®é tf ch¶y víi vËn tèc ω bªn trong 1 èng hoÆc kªnh m−¬ng cã tiÕt diÖn bÊt kú f = const, chu vi −ít lµ u, dµI l, nhiÖt ®é tw ®−îc tÝnh theo c«ng thøc sau: 1 0 ⎛ pr ⎞4 ⎟ ε1 khi Re < 2300 (ch¶y tÇng) Nu fd = 0,15 Re 0,33 Prf0, 43 Grfd,1 ⎜ f ⎜ pr ⎟ fd ⎝w ⎠ 1 ⎛ pr ⎞ 4 Nu fd = 0,021 Re 0,8 Prf0, 43 ⎜ f ⎟ ε 1 khi Re > 2300 (ch¶y rèi), ⎜ pr ⎟ fd ⎝ w⎠ ⎛1 ⎞ 4f trong ®ã: [t ] = t f ; [l] = d = , ε1 lµ hÖ sè hiÖu chØnh theo chiÒu dµi, ε1 = f ⎜ , Re Ì ⎟ ⎝d u ⎠ cho theo b¶ng ë phÇn phô lôc. NÕu èng cong víi b¸n kÝnh cong R nh− ë ®o¹n cót hoÆc èng xo¾n ruét gµ th× hÖ sè to¶ nhiÖt trong èng cong lµ: ⎛ d⎞ α R = α t ε R = α t ⎜1 + 1,77 1 ⎟ , R⎠ ⎝ trong ®ã: α 1 lµ hÖ sè to¶ nhiÖt khi èng th¼ng tÝnh theo c¸c c«ng thøc trªn. 115