ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплоотдача при вынужденном турбулентном движении потока из "Теплопередача и теплообменники" На основе этого последнего свойства можно предугадать, что в передаче тепла от теплоносителя к стенке или наоборот главное значение будет иметь конвекция. Самый механизм конвекции связывает ее с движением агента. Эта зависимость подтверждается экспериментально. [c.142] Это означает, что температурное поле связано каким-то образом с полем скоростей. [c.142] Приведенная зависимость, в частности, удовлетворяет только потоку в вертикальной трубе. В горизонтальной трубе, как показал Вульфенден [76], имеется некоторая асимметрия профиля скоростей и одновременно несколько отличная асимметрия температур. В обогреваемой трубе максимум скоростей смещается несколько вниз. [c.142] С помощью анализа размерностей рассмотрим наиболее типичный случай — теплоотдачу при вынужденном турбулентном движении потока в трубе. Анализ размерностей прежде всего требует установления переменных, влияющих на ход процесса. Даже весьма приближенная модель механизма процесса позволяет их найти, так как здесь дело идет не о точных численных зависимостях, как при проведении физического анализа, а только о логическом выборе переменных. [c.143] Рассмотрим простейшую модель, показанную на рис. 3-4, полагая, что мы рассматриваем процесс далеко от входа потока в трубу, где уже не могут появиться никакие дополнительные завихрения. Если принять, что критерий Рейнольдса постоянен вдоль всего пути потока по трубе, то можно считать, что толщина пограничного слоя х у стенки не будет подвергаться большим изменениям. Таким образом, коэффициент а не должен зависеть от длины трубы (или ее поверхности). [c.143] Чем сильнее завихрение, чем больше величины О + О -1- О +. .. а также теплоемкость Ср, тем меньшие температурные перепады нужны будут для переноса некоторого количества тепла. [c.143] Кривая распределения температур в турбулентной области должна быть более плоской. [c.143] Последнее уравнение — функция, к которой мы стремимся, желая выразить весь процесс в целом с помощью одного уравнения и одного коэффициента теплоотдачи а. [c.144] Мы получили функцию, составленную из трех безразмерных групп. Это безразмерное уравнение очень удобно, потому что им можно пользоваться для любой системы единиц измерения. [c.145] Теперь достаточно определить экспериментально постоянную С, а также показатели, и уравнение будет пригодно для расчетов. Экспериментальная часть при этом проста, так как сводится к исследованию небольшого числа зависимостей. [c.145] Это уравнение описывает все подобные случаи теплоотдачи. [c.145] Благодаря теории подобия уточнение этой зависимости для различных отдельных случаев упрощается до определения только постоянной С и показателей А -а В. [c.145] Если отложить на осях координат логарифмы, то обе функции будут выражены прямыми наклон этих прямых (рис. 3-5) определяет значения показателей. [c.145] Найденные экспериментально точки должны, следовательно, лежать на прямых, что подтверждает правильность принятой функции. [c.145] Такая зависимость появляется, когда на диаграмме в логарифмической шкале функция показывает кривизну, как. например, на рис. 3-6. [c.146] Очевидно, такую функцию можно разбить на отдельные ) частки, ограниченные сравнительно узкими пределами, приближенно выражаемыми уравнением (3-13). [c.146] Отдельные случаи. Определение постоянной С и показателей А н В относится исключительно к области эксперимента. Опыты многих экспериментаторов дают средние значения для жидкостей и газов. [c.147] В табл. 3-2 и 3-3 приводятся наиболее часто встречающиеся случаи. [c.147] По данным, полученным некоторыми исследователями, можно вычертить кривую для определения постоянной и показателей. [c.147] Вернуться к основной статье