Естественной конвекции

В зависимости от температуры и характера использования, печи сопротивления разделяют на две категории: низкотемпературные и высокотемпературные. Низкотемпературные печи применяются в основном для сушки различных изделий. В таких печах температура бывает порядка 200—300 °С и лишь в редких случаях она доходит до 500 °С или немного выше. Электрические печи могут иметь естественную циркуляцию воздуха, обеспечиваемую естественной конвекцией, действие которой усиливается устройством в нижней и верхней зонах специальных отверстий (продухов). Процесс циркуляции воздуха в печах можно ускорить установкой вентиляционного агрегата. В печах, где такой принцип не принят, иногда применяют метод рециркуляции (т. е. замкнутой циркуляции нагретого воздуха внутри печи). При этом методе выделяющиеся взрывоопасные воздушно-газовые (паровые) смеси не удаляются. Такие печи представляют повышенную пожарную опасность. Высокотемпературные электропечи в принципе не отличаются от низкотемпературных. В этих печах установлено большее число нагревательных элементов, которые выдерживают температуру до 1400 °С и выше.

Поэтому размеры вольтметра В7-22 значительно меньше обычных и составляют 215x65 х 190 мм. Масса прибора также невелика — 2,2кг. Потребляемая мощность 10 В-А, что позволяет осуществить отвод выделяющейся теплоты естественной конвекцией. Расположение источника питания не только облегчает отвод теплоты, но и экранирует выделяющийся в нем тепловой поток от элементов схемы измерителя. Для увеличения четкости цифр (уменьшения

Вся тепловая энергия, полученная кожухом, передается им в окружающее пространство также за счет конвекции, радиации и теплопроводности. В радиоэлектронной аппаратуре с естественной конвекцией воздуха часто не удается получить требуемых температурных условий для радиоэлементов. Тогда приходится прибегать к специальным мерам по снижению температуры.

количеством тепла и количеством тепла, уходящим в окружающую среду. При спокойном состоянии газа или жидкости, окружающих термосопротивление, количество тепла, уходящего в среду, определяется в основном теплопроводностью среды и отчасти естественной конвекцией.

По природе возникновения различают два вида движения хладагента — свободное и вынужденное. Свободным называется движение, происходящее вследствие разности плотностей нагретых и холодных частиц жидкостей или газов в гравитационном поле. Свободное движение называют также естественной конвекцией. Вынужденным называется движение, возникающее под действием внешних источников, например вентилятора, насоса и пр. Наряду с вынужденным движением может существовать и развиваться свободное. Его роль возрастает с ростом разности температур в отдельных точках охлаждающей среды и с уменьшением скорости вынужденного движения.

Частицы жидкости или газа, соприкасающиеся с нагретым телом, этого поднимаются кверху, уступая свое место другим, еще не нагретым частицам, которые в свою очередь, нагреваясь, поднимаются кверху и т. д. Это явление мы будем называть естественной конвекцией в отличие от искусственной конвекции, которая создается искусственной циркуляцией охлаждающей среды, например, обдувом охлаждаемой поверхности воздухом при помощи вентилятора.

Критерий Gr характеризует соотношение между подъемной силой Fn = — pgT рт (ftт — fl,,), обусловленной различием плотности в отдельных точках неизотермического потока и силой вязкого трения. Этот критерий является определяющим в процессах, связанных с естественной конвекцией.

Температура подводимого воздуха равна температуре среды, /вх = •=<С = 20°С; расход воздуха Vt —1,65-10~2 м3/с. Теплообмен внешних поверхностей кожуха с окружающей средой происходит естественной конвекцией. Внутренние и внешние поверхности блока (кожуха) имеют степень черноты ек=0,92. Степень черноты нагретой зоны 83 = 0,96. Плотность воздуха р=1,20 кг/м3; теплопроводность А = 2,6'10~2 Вт/(м-К); кинематическая вязкость v=15,6-10-e м2/с.

Печи II типа. Эти печи с естественной конвекцией имеют воздушный канал в центральной части аккумулирующего тепло ядра, что позволяет более равномерно и длительно использовать аккумулированное тепло. Первоначальный обогрев помещения осуществляется от наружной печи. По мере снижения температуры воздуха (печи) клапаны приоткрываются, что приводит к дополнительной теплоотдаче о г внутренних поверхностей печи за счет конвекции через воздушные каналы сердечника ( VI.11).

родами образует окислительно-восстановительную систему. При этом концентрация окисленной формы ионов УЗ значительно меньше восстановленной формы J~, поэтому при отсутствии внешнего воздействия на мембраны у катода создается «запорный» слой и через прибор проходит только небольшой ток покоя, обусловленный естественной конвекцией ионов /з к катоду. При действии давления на одну из мембран

Теплопередача при естественной конвекции. Частицы жидкости или газа, соприкасающиеся с нагретым телом, нагреваются, становятся легче и вследствие этого поднимаются кверху, уступая свое место другим, еще не нагретым частицам, которые в свою очередь, нагреваясь, поднимаются кверху и т. д. Это явление будем называть естественной конвекцией в отличие от искусственной конвекции, которая создается искусственно, например путем обдува охлаждаемой поверхности воздухом при помощи вентилятора.

Внешние параметры: Гп.с — температура перекачиваемой среды; Сохл.в — расход охлаждающей воды; G2 — расход естественной конвекции в районе гидрокамеры; ГОХл.в — температура подводимой охлаждающей воды — определяются конструкцией и условиями работы всей установки в целом и могут применяться независимо друг от друга во времени или мгновенно.

при естественной конвекции ................................. 2 — 5 1

Воздушная система охлаждения при естественной конвекции требует для своей реализации 6—8 мм зазоров между ячейками; воздушная система принудительного охлаждения позволяет сократить зазоры между ячейками до 2 мм, но требует увеличения объема блока на 10—15% для установки вентилятора или воздуховодов.

Нагретая вода поступает в верхнюю часть градирни, равномерно разбрызгивается и самотеком (в виде дождя) падает вниз через решетки. За счет естественной конвекции навстречу воде поднима-

Тепловой режим характеризуется напряженностью и стационарностью. Если плотность теплового потока не превышает 5 мВт/см2 (перегрев поверхности аппаратуры относительно окружающей среды не более 0,5 °С), то режим считается нетеплонапряженным. В теплонапряженном режиме требуется обеспечение нормального теплового режима, например за счет естественной конвекции.

Для защиты от влаги платы и места паек покрываются лаком, дискретные компоненты имеют корпусированную защиту или обволакиваются компаундами. Охлаждение осуществляется за счет естественной конвекции или принудительно с применением встроенных вентиляторов. Естественная конвекция усиливается при использовании радиаторов.

Выделяющаяся в микросборках теплота отводится через теплоотводящие шины на рамку, с которой через стяжные болты передается на корпус блока. При удельном тепловыделении 15...20 Вт/дм3 блок охлаждается путем естественной конвекции. При большем удельном тепловыделении блок устанавливается на охлаждаемое жидкостью основание или теплота от корпуса отводится с использованием тепловых труб (см. 7.29).

Конвекция бывает естественной и вынужденной. При естественной конвекции жидкость движется за счет разности плотностей малых объемов с различной температурой в поле массовых сил, например, гравитационном; при вынужденной— за счет давления (напора) нагнетателя — насоса или вентилятора.

Однако не во всех случаях можно делать отверстия в кожухе аппарата. Часто из-за ряда причин конструктор вынужден применять кожухи с уплотнением. Если зазоры между отдельными элементами конструкции (например, между печатными платами) малы, то скорость воздушного потока при естественной конвекции оказывается также очень малой, что резко уменьшает количество теплоты, отдаваемой тепловыделяющими элементами кожуху. В результате тепловые режимы элементов могут оказаться в недопустимых пределах. В данном случае применяют вентиляторы ( 15.8,в), осуществляющие перемешивание воздуха внутри кожуха, что интенсифицирует процесс теплопередачи. Однако следует иметь в виду, что установка вентиляторов в малогабаритной аппаратуре может значительно увеличить ее размеры. Размещать вентилятор нужно так, чтобы выделяемая им тепловая энергия (а она может быть соизмерима с энергией, выделяемой основными элементами аппаратуры), не ухудшала теплового режима аппарата. На 15.8, г показана схема принудительной вентиляции аппарата, которая обеспечивает наиболее эффективное охлаждение его воздухом: специальный вентилятор прогоняет через аппарат воздух из окружающей среды. Такая схема наиболее целесообразна, если радиоэлектронное устройство будет установлено на объектах, где имеется централизованная система подачи воздуха. В ряде случаев такие централизованные системы подают в аппарат осушенный и обеспыленный воздух.

Конвекция. Мощность (Вт), отдаваемая нагретой поверхностью за счет естественной конвекции, может быть определена по формуле

В трансформаторах мощностью 20 — 30 кВ- А выделяется сравнительно небольшое количество тепла, поэтому баки имеют гладкие стенки; в более мощных трансформаторах (20 — 1800 кВ- А) поверхность охлаждения бака искусственно увеличивают, применяя ребристые или волнистые стенки, либо окружая бак системой труб, в которых циркулирует за счет естественной конвекции масло.