Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Нуссельта теория теплоотдачи

    Время от времени поднимается вопрос об эффективности труб с низкими радиальными ребрами при конденсации в межтрубном пространстве вертикальных конденсаторов. В этом вопросе нет общепринятого мнения, так как согласно упрощенной теории Нуссельта коэффициент теплоотдачи при конденсации на горизонтальной гладкой трубе существенно выше, чем на вертикальной гладкой трубе. Почти все крупные конденсаторы, в которых конденсация происходит на внешней стороне труб, устанавливаются в горизонтальном положении. [c.373]


    Классическая теория теплоотдачи при пленочной конденсации была разработана Нуссельтом, который предполагал, что перенос тепла осуществляется только теплопроводностью температура в пленке конденсата изменяется по линейному закону температура конденсата по поверхности нагрева остается постоянной и что характер движения пленки по всей поверхности теплообмена является ламинарным. [c.78]

    Для того чтобы проверить, подчиняются ли теории Нуссельта коэффициенты теплоотдачи при конденсации на горизонтальных трубах органических жидкостей с высоким поверхностным натяжением, были проведены описанные ниже испытания. При различных скоростях воды были измерены коэффициенты теплопередачи, обработанные затем графическим методом Вильсона, чтобы получить коэффициенты теплоотдачи для пленки конденсата. [c.495]

    Вполне очевидно, что экспериментальное исследование коэффициента теплоотдачи в зависимости от всех указанных переменных величин было бы невозможно. В данном случае известную помощь оказывает теория подобия, значение которой явственно видно при экспериментах на моделях с водой. Нуссельт впервые применил теорию подобия для решения вопросов теплообмена. При помощи указанной теории можно показать, что коэффициент теплоотдачи а зависит не от каждой вышеназванной величины в отдельности, а от определенной совокупности всех величия. Эти характеристические совокупности являются безразмерными критериями и носят различные названия. [c.29]

    Разобрав термические и гидродинамические условия образования пленки конденсата, Нуссельт вычислил ее толщину и затем, интегрируя количество тепла, проходящего через пленку данной высоты, определил теоретически величину коэффициента теплоотдачи от пара, конденсирующегося на вертикальной стенке. При этом им не была учтена турбулентность движения пленки и физические параметры приняты постоянными. Лучшее совпадение с данными опытов дают величины коэффициентов теплоотдачи, вычисленные по формулам, полученным на основе приложения теории подобия к теплообмену при конденсации паров. [c.316]

    Таким образом, скорость увеличилась в 10 раз, а площадь теплообмена сократилась только в 2,68 раза. Если рассматривать данные, приведенные в этих таблицах с позиций теории подобия, как две подобные системы, то оказывается, что эти системы не подобны между собой. Если критерии Ми в этих двух системах близки к однозначности, то критерии Ке и температурные условия не подобны и не однозначны. Не подобны в этих системах и геометрические условия. Современная теория теплообмена считает, что Ыи по длине канала за участком стабилизации не меняется и на этом основании длина канала, как геометрическая характеристика исключается из рассмотрения подобных систем. Данные табл. 1.2 достаточно убедительно показывают, что изменение только длины канала исключает подобие двух систем. Эмпирические формулы, имеющиеся в технической литературе получены по методу Нуссельта, который в 1910 г. опубликовал свои работы по теплоотдаче..  [c.32]


    Нас интересует вопрос об определении коэффициентов теплоотдачи а и массоотдачи р. Как показывает теория подобия, из этих величин можно построить два различных безразмерных параметра. Один из них называется критерием Нуссельта, другой — критерием Стэнтона. [c.31]

    Теоретические уравнения для расчета теплоотдачи при пленочной конденсации насыщенных паров на горизонтальной гладкой трубе разработаны Нуссельтом [21]. Для одиночной горизонтальной трубы результаты расчетов по уравнениям Нуссельта хорошо согласуются с опытными данными. Для пучков горизонтальных гладких труб уравнения Нуссельта дают заниженные по сравнению с опытом коэффициенты теплоотдачи. Тем не менее теория Нуссельта служит основным инструментом расчета теплоотдачи при конденсации в течение уже более чем 35 лет. [c.369]

    С увеличением интенсивности волнообразования коэффициент теплоотдачи возрастает. Зависимость среднего коэффициента теплоотдачи а, по опытным данным [106], приведена на рис. 11.2. Как видно, при Ке < 150 значение а падает с ростом Ке. Опытные данные согласуются с теорией Нуссельта. [c.219]

    При больших значениях Ке коэффициент теплоотдачи возрастает с увеличением Ке, причем характер зависимости различен для интервалов значений Ке от 150 до 400, от 400 до 700 и в области Ке > 800. Теория Нуссельта, поданным [106], применима с приемлемой точностью при Ке < 615 В этой области опытные данные обобщаются уравнениями  [c.220]

    Другой метод расчета скорости гетерогенных химических реакций рассматривался Нуссельтом [Л. 36], который использовал в качестве модели процессов переноса перемешивающееся течение Рейнольдса (Л. 37]. В дальнейшем он показал, что величина, характерная для этой модели, — масса жидкости, попадающая из невозмущенного потока на стенку, отнесенная к единице ее поверхности и единице времени, может быть вычислена по измерению коэффициента теплоотдачи при отсутствии химической реакции, Нуссельт, в частности, интересовался горением угля в потоке окисляющего газа, но данная методика, очевидно, может быть применена к каталитическим реакциям. Вклад Нуссельта в разработку вопроса имел важное значение, так как это позволяло определить сопротивление переносу массы в процессе реакции, что невозможно было сделать на основании теории Нернста—Хеймана до замены понятия застойной зоны понятием пограничного слоя , разработанного современной аэродинамической теорией. [c.183]

    Так как практически вся докритическая область течения орошающей пленки является волновой, то коэффициенты теплоотдачи должны быть выше, чем это следует на теории В. Нуссельта.  [c.63]

    Опытные значения коэффициента теплоотдачи а при Ке = 80 на 12% превышали значения, соответствующие теории В. Нуссельта. Эта разность возрастает с увеличением значения критерия Рейнольдса и составляет 40% при Ке = 400. Повышение коэффициента теплоотдачи по сравнению с рассчитанным по теории В. Нуссельта объясняется меньшими толщинами волнистой пленки и перемешивающим действием волн. Большее расхождение с теорией В. Нуссельта при высоких значениях критерия Рейнольдса связано с постепенным входом в переходную область. [c.63]

    По-видимому, в опытных данных, которые совпадают с теорией В. Нуссельта или дают еще более заниженные коэффициенты теплоотдачи, не был учтен тепло- и массопере-нос на наружной поверхности жидкостной пленки. [c.63]

    Оригинальный метод для учета теплоотдачи от наружной поверхности пленки в теории В. Нуссельта был предложен В. Вильке [220]. Для точного решения этой задачи необходимо ввести при интегрировании дифференциального уравнения, данного В. Нуссельтом для нагревания орошающей пленки, новые граничные условия и вместо - = О [c.64]

    При ламинарном режиме течения орошающей пленки согласно теории В. Нуссельта первый член уравнения (З.б) дает коэффициент теплоотдачи на участке, где профиль температур стабилизируется. Этот член незначительно влияет на средний коэффициент теплоотдачи по сравнению со вторым членом уже при сравнительно малых длинах пробега Хпр. Из этого следует, что коэффициент теплоотдачи на входном участке термической стабилизации при ламинарном режиме течения обратно пропорционален длине пробега пленки жидкости и не зависит от длины пробега при установившемся [c.73]

    Метод приведенной пленки. Пленочная теория не дает методов определения толщины пленки, коэффициент массопередачи, рассчитанный по пленочной теории (к = 016), линейно зависит от коэффициента диффузИи, если считать, что толщина пленки постоянная заданная величина. На самом деле толщины пленок зависят от физико-химических свойств жидкостей и гидродинамических условий процесса. Для определения толщины пленки можно воспользоваться методом приведенной пленки. Этот метод нашел широкое применение при рассмотрении задач испарения, воспламенения и горения сферических капель, обтекаемых газовым потоком. Согласно методу приведенной пленки, внешней задаче конвективного теплообмена, характеризуемой коэффициентом теплоотдачи или критерием Нуссельта, ставится В соответствие задача о молекулярной теплопроводности через шаровой слой толщиной б [11]. [c.126]


    Так, коэффициент теплоотдачи а зависит от геометрической формы, размеров, состояния поверхности и температуры стенки, характера и скорости движения, температуры и физических свойств жидкости. Теория подобия показывает, что при вынужденном движении жидкости должна существовать определенная однозначная зависимость между включающим величину а критерием теплоотдачи (критерием Нуссельта) [c.27]

    Исходной гипотезой этой теории является линейный характер распределения температуры и концентрации пара в пограничном слое. Коэффициент теплоотдачи/ характеризующий теплообмен между окружающей средой и поверхностью жидкости, определяется критерием Нуссельта, а коэффициент массообмена (влаго-обмена) — диффузионным или гигрометрическим критерием Нуссельта. В обоих случаях критерий Нуссельта Вычисляется как отношение двух соответствующих коэффициентов, умноженное на характерный размер поверхности жидкости или влажного материала. [c.114]

    Коэффициент теплоотдачи при пленочной конденсации. Теория пленочной копденсации была разработана Нуссельтом который дал теоретическое обоснование протекающим при конденсации [c.204]

    Теория пленочной конденсации на охлаждаемой вертикальной стенке (теория Нуссельта). Влияние различных факторов на теплоотдачу при ламинарном течении пленки [c.301]

    В первом разделе рассматривается механизм и теория процесса теплоотдачи данные для теплоотдачи вертикальных поверхностей обобщаются в виде связи между безразмерными числами Нуссельта, Грасгофа и Прандтля (рис. 7-7). Приводятся" упрощенные расчетные зависимости [уравнения (7-5а) и (7-5Ь)] для воздуха и номограмма (рис. 7-10) для различных жидкостей. [c.229]

    Экспериментальные значения коэффициента теплоотдачи для вертикальной стенки примерно на 20—22% выше вычисленных по теоретической формуле. Как показал П. Л. Капица [3-24], это расхождение связано с тем, что в теории Нуссельта не учитывалось поверхностное натяжение тонкой жидкостной пленки. При учете поверхностного натяжения движение пленки оказывается волновым, а ее эффективная теплопроводность повышается примерно на 20%. [c.242]

    Как следует из рйс. 4.6, на йсем исследованном диапазоне чисел Квп наблюдается значительный рост коэффициента теплоотдачи с увеличением скорости пара и опытные кривые, относящиеся к движущемуся пару, лежат значительно выше расчетных кривых по формуле Нуссельта (4.23) для неподвижного пара. Кроме того, эти опытные данные позволили впервые обнаружить более существенное влияние величины температурного напора на коэффициент теплоотдачи по сравнению с теорией Нуссельта. Авторы работы [30] объясняют эти ОТЛИЧИЯ- влиянием внешнего возмущения, вызываемого движением пара на изменение режима течения пленки конденсата, а также влиянием поперечного потока массы конденсирующегося пара на касательное напряжение трения, так как с ростоу температурного на- [c.135]

    Однако практически зависимость толщины пограничного слоя от. ряда параметров заставляет пользоваться уравнением (12), где а=а — коэффициенту теплоотдачи конвекцией. В отличие от других коэффициентов, применяемых в теории теплопередачи, коэффициент к есть величина, зависящая от многих факторов и определяемая исключительно опытным путем. Так как теплоотдача конвекцией органически связана с гидродинамическими условиями в потоке и свойствами среды, составляющей поток, то наиболее общим выражением, позволяющим находить коэффициент теплоотдачи конвекцией при вынужденном движении, является взаимосвязь между числами Нуссельта (Ыи=акХа1Х), Рейнольдса [Re — wxa ) и Пранд-тля (Яа = г1(с/Я ), представленная уравнением [c.85]

    Если пар заключен в сосуд, стенки которого имеют температуру ниже температуры насыщения, на стенках начинается конденсация пара. Тепло, выделенное в результате этого процесса, нео бхсдимо отводить через стенки. В 1916 г. В. Нуссельт [Л. 226], применив свою теорию пленочной конденсации, рассчитал теплоотдачу, связанную с этим процессом. [c.411]

    Представленные выше выражения для определения коэффициентов а основаны на классической теории Нуссельта. Общепризнано, что коэффициенты теплоотдачи при пленочной конденсации водяного пара, а также паров органических веществ, рассчитанные на основе теории Нуссельта, являются обычно заниженными. Даклер получил уравнение, описывающее распределение скоростей и температур в тонких пленках, стекающих по вертикальным стенкам, на основе полученных Дейслером выражений для турбулентной вязкости и теплопроводности вблизи твердой стенки. Согласно теории Даклера, для вычисления среднего значения коэффициента теплоотдачи при пленочной конденсации должны быть известны следующие три величины предельное значение критерия Рейнольдса, критерий Прандтля для конденсированной фазы, а также комплекс  [c.206]

    Интересно отметить, что согласно выводам Даклера, не существует определенного переходного значения критерия Рейнольдса. Отклонения от теории Нуссельта здесь меньше при малых значениях критерия Рейнольдса. Если критерий Прандтля для жидкости меньше 0,4 (Ре>1000), рассчитанные таким путем коэффициенты теплоотдачи при пленочной конденсации оказываются меньше, чем по теории Нуссельта. [c.207]

Рис. 1П-13. Диаграмма Даклера для определения среднего коэффициента теплоотдачи при пленочной конденсации пара в зависимости от физических свойств пленки конденсата и приведенного значения критерия Рейнольдса 4 Г/ц (штриховая линия ностроева на основании теории Нуссельта для Ке < 2100). Рис. 1П-13. <a href="/info/378723">Диаграмма Даклера</a> для <a href="/info/1494466">определения среднего коэффициента</a> теплоотдачи при <a href="/info/534702">пленочной конденсации пара</a> в зависимости от <a href="/info/552129">физических свойств пленки</a> конденсата и приведенного <a href="/info/535688">значения критерия Рейнольдса</a> 4 Г/ц (штриховая линия ностроева на <a href="/info/2390">основании теории</a> Нуссельта для Ке < 2100).
    Из уравнения (3.6) видно, что коэффициент теплоотдачи от стенки к пленке а резко увеличивается с уменьшением длины пробега х р. Значение первого члена уравнения быстро уменьшается с возрастанием лгпр и может стать пренебрежимо малым по сравнению со вторым членом уже при сравнительно малых длинах пробега х р. Согласно уравнению (3.6) коэффициент теплоотдачи а вначале уменьшается с ростом значения критерия Рейнольдса Не, а затем повышается вновь после прохождения минимума. Это объясняется тем, что с возрастанием критерия Рейнольдса Не увеличивается толщина пленки и, как следствие, этого, возрастает также термическое сопротивление пленки. Коэффициент теплоотдачи а, следовательно, уменьшается. Однако с увеличением критерия Рейнольдса Не растет входной участок, в области которого коэффициент теплоотдачи а достигает сравнительно больших значений. Если это влияние по сравнению с предыдущим преобладает, то коэффициент теплоотдачи а опять повышается с возрастанием критерия Рейнольдса Не. Эта область значений критерия Рейнольдса весьма мала, так как теория В. Нуссельта действительна лишь при малых плотностях орошения, соответствующих ламинарному течению тонкого слоя жидкости. В данной области участок входа так мал, что он практически не влияет на коэффициент теплоотдачи а, т. е. для ламинарного течения пленки можно записать [220] [c.60]

    Зависимость коэффициента теплоотдачи от основных физических свойств жидкости можно рассматривать как зависимость от критерия Прандтля Рг. В известных исследованиях критерий Прандтля лишь незначительно влиял на теплоотдачу от стенки к орошающей пленке жидкости. В работе Т. Сексауэра [203] критерий Нуссельта Ки изменялся пропорционально значению критерия Прандтля в среднем в степени 0,15 в области 5,81 < Рг С 7,23. В. X. Мак-Адамс и др. [177] определили степень при критерии Прандтля, равную /з, что весьма близко к значению 0,344, найденному В. Вильке [220] при исследовании этой зависимости в области 5,4 < Рг < 210. Как показано в работе В. Вильке, критерий Прандтля значительно влияет только на значение критерия Рейнольдса Ке (уравнение 3.12), при котором экспериментальные данные по теплоотдаче начинают отличаться от теории В. Нуссельта. С увеличением критерия Прандтля область применения теории В. Нуссельта уменьшается. [c.76]

    Поскольку в роторных аппаратах имеет место значительная турбулизация тонкого слоя жидкости, должно наблюдаться и увеличение коэффициентов теплоотдачи. Эго было подтверждено опытами, проводившимися на воде, растворах сахара, кислотах и спиртах [142,202]. Опыты в основном носили качественный характер. Изучая факторы, влияющие на теплообмен, Р. Бресслер [119, 120] расширил исследование процесса, используя при этом теорию В. Нуссельта. Дальнейшие опыты, проводившиеся с большим количеством жидкостей и растворов, с различными конструкциями роторов, с жидкостями как ньютоновскими, так и неньютоновскими [28, 87], подтвердили увеличение коэффициента теплоотдачи в аппаратах с вращающимися лопастями. [c.172]

    Теорию конденсации пара на вертикальной трубке разработал Нуссельт и развил С. С. Кутателадзе. Полученное на основании их работ уравнение для определения коэффициента теплоотдачи при конденсации пара на вертикальных трубках применяют при расчете вынарных аппаратов  [c.49]

    Приемлемая теория для процесса теплоотдачи была разработана Нуссельтом [162] более 50 лет назад. При анализе исходным является уравнение (3.59), и вывод его аналогичен решению, приводящему к выражению (3.61). Было принято, что при движении жидкости параллельно поверхности теплоотдачи скорость изменяется в зависимости от у по параболическому закону и равна нулю при г/ = О, но граничные условия иные с = при = О, а не при у = у . Решение с разложением в ряд, найденное Нуссельтом, устанавливает связь между двумя безразмерными группами переменных, характеризующих теплообмен, т. е. связь между числами Нуссельта и Грэтца. Полученные данные табулированы Норрисом и Стридом [161 ] для случая теплоотдачи от стенок плоского канала к жидкости, находящейся в ламинарном движении, что математически аналогично стеканию пл нки, если толщину ее у принять равной половине расстояния между стенками канала. Браун [16 проанализировал с помощью ЭВМ теплоотдачу в плоском канале, выполнив точный расчет шести собственных функций и собственных значений. Эти результаты могут быть использованы для расчета коэффициентов теплоотдачи от стенок. [c.238]

    Дальнейшее изучение теории пленочной конденсации (Г.Н. Кружилин, Д.А. Лабунцов) показало, что принятые Нуссельтом допущения в обычных условиях не дают большой погрешности при определении коэффициента теплоотдачи, если безразмерная величина К = г1 СрАГ) > 5 и число Рг > 1. Это видно из рис. 12.4, на котором дано сопоставление уточненного значения а со значением рассчитанным по теории Нуссельта. [c.305]

    Оребренные трубы. Коэффициенты теплопередачи и о для пучка оребренных медных труб, содержащего шесть горизонтальных труб в вертикальном ряду, измеряли Кац и Гайст [62]. Трубы наружным диам. 19 мм имели 5,9 сплошных медных ребер на 1 см высота ребер—1,6 мм. Средние коэффициенты теплоотдачи при конденсации, отнесенные к общей наружной поверхности (0,153 м 1м) и полученные по графику Вильсона, составляли для паров фреона-12—1490, для паров бутана — 1930 и для паров ацетона — 2980 и превышали данные теории Нуссельта соответственно на 25, 46 и 53%. Последнее объясняется действием всплесков, благодаря которым часть конденсата не попадала на расположенные внизу трубы. Значения общего температурного напора Atom составляли соответственно 22, 44 и 44°. При смешанной конденсации воды и Д о = 43°, равен 7300, т. е. на 20% выше теоретического значения для пленочной конденсации. [c.471]

Смотреть страницы где упоминается термин Нуссельта теория теплоотдачи: [c.149]    [c.372]    [c.149]    [c.20]    [c.62]    [c.64]    [c.403]    [c.31]    [c.32]   
Массопередача (1982) -- [ c.238 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Нуссельта



© 2024 chem21.info Реклама на сайте