Теплообмен шероховатости стенок

Коэффициент называют приведенным коэффициентом трения. Этот коэффициент зависит от числа Рейнольдса Ке и шероховатости стенок канала. Однако для рассматриваемых аппаратов (так же как для большинства теплообменных аппаратов ТЭС) имеет место квадратичный закон сопротивления и Хо определяется по формуле [8] [c.263]

В теплообменных аппаратах воздухоразделительных установок случаи, когда шероховатость стенок оказывает заметное влияние на сопротивление, сравнительно редки и потому этот вопрос не рассматривается. Данные для расчета гидравлических сопротивлений с учетом влияния шероховатости имеются в специальной литературе [24]. [c.293]

При кипении превращение жидкости в пар происходит не только с поверхности, а главным образом внутри пузырьков пара, образующихся в самой жидкости причем образовавшиеся пузырьки сами становятся центрами парообразования. Пузырек пара по мере испарения жидкости увеличивается в размере, его подъемная сила при этом возрастает он всплывает на поверхность и лопается, а вместо него образуется новый пузырек. Таким образом осуществляется непрерывный перенос образующегося внутри жидкости пара в паровое пространство. Паровые пузырьки зарождаются преимущественно на стенках шероховатой теплообменной поверхности. Их образованию способствуют также содержащиеся в жидкости газы, выделяющиеся при нагреве и образующие большое количество газовых пузырьков, в которые испаряется жидкость. [c.193]

При аппаратурном оформлении теплообменных процессов часто испытываются затруднения в учете возможных шероховатостей и загрязнений поверхностей теплообмена, от которых в большой мере зависят значения коэффициентов теплоотдачи между теплоносителями и стенками и, соответственно, общие коэффициенты теплопередачи. Отложения в виде твердой корки из различных солей или других неорганических продуктов на поверхностях теплопередачи приводят к резкому снижению или практически к полному прекращению теплопередачи через стенку и серьезным авариям. [c.183]

В уравнении (4.1) коэффициент теплоотдачи а представляет собой величину, обратную термическому сопротивлению процесса переноса теплоты от теплоносителя к теплообменной поверхности. На величину а существенное влияние оказывает гидродинамическая обстановка в потоке теплоносителя, особенно в непосредственной близости от стенки. Значение а зависит также от вязкости, плотности и теплоемкости текучей среды, размеров теплообменной поверхности, ее формы, шероховатости и других факторов. Во многих процессах коэффициент теплоотдачи является функцией температур I и Г,,.. [c.51]

Влияние щероховатости теплообменной поверхности на интенсивность теплоотдачи оказывается различным для ламинарного и турбулентного режимов течения теплоносителя. При ламинарном течении коэффициент теплоотдачи практически не изменяется по сравнению с а при теплоотдаче с гладкой поверхностью. Теплоотдача за счет влияния шероховатости интенсифицируется при значительных числах Ке, когда неровности поверхности выступают выше пределов ламинарного подслоя и обтекаются турбулентным потоком. Увеличение коэффициента теплоотдачи от потока к стенке при этом обусловливается дополнительной турбулизацией потока вблизи теплообменной поверхности при обтекании выступов шероховатости. [c.70]

За счет высокой скорости движения жидкости в тонкой пленке коэффициенты теплоотдачи к теплообменной поверхности обычно бывают в два раза выще, чем при полном заполнении трубы движущейся жидкостью. Для еще больщей интенсификации теплообмена применяются методы искусственной турбулизации течения пленок (за счет шероховатости и конфигурации стенок, механического срыва пленки, пульсации расхода жидкости, воздействия центробежной силы, вибрации). [c.127]

Поверхность теплообмена нужно выбирать с учетом влияния слоя высаживающегося инея на интенсивность теплообмена. Слой инея создает добавочное термическое сопротивление при теплопередаче от воздуха к стенке. Величина этого сопротивления зависит от толщины слоя и теплопроводности инея, которые, в свою очередь, являются функцией плотности слоя кристаллов. Изменение интенсивности теплопередачи от воздуха к стенке, обусловленное появлением слоя инея, одновременно связано и с увеличением скорости потока (вследствие уменьшения живого сечения), а также с повышением турбулентности потока (из-за шероховатости поверхности инея), улучшающих теплообмен. [c.474]

Среди вопросов, связанных с исследованием теплообмена в аппаратах с виброкипящим слоем, важное место занимает влияние диаметра аппарата на внешний теплообмен и эффективную теплопроводность виброкипящего слоя [см. напр. 91]. Известно, что коэффициент теплообмена а поверхности с виброкипящим слоем снижается. при уменьшении диаметра колонны со 110 до 50 мм и увеличении ее шероховатости. Это объясняется увеличением силы трения сыпучего материала о стенки, приводящим к снижению скорости колебаний слоя. [c.225]

В первом приближении будем полагать, что теплообмен между газом и жидкой фазой аналогичен теплообмену между газом и эквивалентной трубой с подобными жидкой стенке значениями диаметра, шероховатости внутренней поверхности и т.п. Также будем условно считать, что температура поверхности раздела жидкости и газа практически совпадает со средней температурой жидкой фазы (см., например, [79]) [c.119]

Для уменьшения габаритов и массы теплообменных аппаратов целесообразно в некоторых случаях применение поверхностей с искусственной шероховатостью. Теплоотдача и сопротивление шероховатых поверхностей и каналов исследовались во многих работах. Шероховатость создавалась механической обработкой поверхности накаткой, нарезкой, штамповкой и другими способами. В общем случае шероховатость стенки способствует переходу ламинарного режима течения в турбулентный в том смысле, что при прочих равных условиях переход на шероховатой стенке наступает при меньшем числе Не, чем на гладкой стенке. Гидродинамика потока в шероховатых каналах связана с высотой элемента шероховатости б и толщиной ламинарного подслоя. Если высота элемента шероховатости б настолько мала (или пограничный слой настолько толст), что все выступы шероховатости лежат внутри ламинарного подслоя, то коэффициенты теплоотдачи и гидравлического сопротивления не зависят от относительной шероховатости. В этом случае шероховатая стенка представляется как бы гидравлически гладкой. Но, начиная с некоторого числа Ке, величина которого увеличивается с уменьшени- [c.24]

Результаты, представленные на рисунке, относятся к очень широкому диапазону изменения параметров, однако точки, характеризующие массо- и теплообмен, попадают в одну довольно узкую полосу. Как отмечали Ноттер и Слейчер [118], при высоких значениях Рг или S эти данные особенно чувствительны к шероховатости стенки. Аналогии Дайсслера и Васана и Уилки вполне правомерны в области умеренных значений S , но дают отклонения на 20—50 % от экспериментальных точек при наибольших значениях S . Простое уравнение Чилтона—Кольборна описывает обсуждаемые данные так же неплохо, как и более совершенные уравнения. Решение Кармана перестало совпадать с опытными данными при значениях S , превышающих примерно 10, по-видимому, из-за того, что он не допускал существования турбулентной диффузии при у < 5, что отвечает важной области потока, когда значение S велико. При Re я 10000 расчет по уравнению (5.32) дает значения чисел Стантона, которые на 23 % превышают значения, следующие из соотношения Чилтона и Кольборна, причем они очень хорошо соответствуют данным Френда и Метцнера и результатам экспериментов. Данные по массообмену в газах находятся на графике значительно выше данных по теплообмену, хотя результаты расчета, выполненного по уравнению Мак-Адамса [104] для теплоотдачи к газам, проходят несколько выше опытных точек, использованных Френдом и Метцнером. [c.194]

В качестве примера на рис. 4.17 представлена зависимость локаль-. ного коэффициента теплоотдачи а(х) от температурного напора АТ х)=Тс х)—Тж для расхода охлаждающей воды 0=0,1 кг/с. В области температурного напора примерно до 100 °С в результате взаимодействия, потока капель с поверхностью теплообмена на, последней образуется пленка жидкости,-толщина которой обусловлена расходом жидкости и ее физическими свойствами, температурой стенки, -состоянием поверхности (гладкая или шероховатая). До тех пор, пока существует пленка жидкости, увеличение температуры поверхности,, начиная примерно с 60 С, ведет к росту интенсивности теплообмена. Влияние интенсивности орошения на теплообмен в области параметров сохранением пленки показано на рис. 4.18. Как видно из рисунка, при ллотности теплового потока от 130 до 140 кВт/м и ниже интенсивность теплоотдачи возрастает с увеличением плотности. 0 рошения (расхода охлаждающей воды), а затем практически не зависит от этой величины. [c.202]

К опасным нарушениям технологического режима и разрывам теплообменных элементов во взрывоопасных производствах приводят ошибки в аппаратурном оформлении и при ведении процессов. Например, иногда не учитываются особенности теплоотдачи кипящей жидкости. Как известно, при кипении жидкости пар имеет температуру насыщения, зависящую от давления в аппарате. При интенсивном парообразовании кипящая жидкость перегревается и имеет температуру несколько выше температуры насыщения. Наибольший перегрев жидкости наблюдается около обогреваемых стенок, причем отдельные точки поверхности стенок (бугорки, шероховатости, пузырьки адсорбированных на поверхности газов и т. д.) являются центрами парообразования, т. е. местами образования пузырьков пара, которые при определенном росте отрываются, охлаждая жидкость вблизи данного центра. При таком ядерном или пузырьковом процессе с увеличением удельной тепловой нагрузки возрастает перегрев жидкости и до определенного предела коэффициент теплоотдачи. Однако при достижении некоторого критического значения удельной тепловой нагрузки <7кр [для воды при атмосферном давлении <7кр = 4,19-10 Дж/(м2-ч)] число центров парообразования становится настолько большим, что отдельные пузырьки сливаются друг с другом, образуя сплошную паровую пленку, которая отделяет жидкость от обогреваемой поверхности стенок. При таком пленочном режиме кипения коэффициент теплоотдачи резко снижается, и разность температур между стенкой и жидкостью становится весьма большой, что многократно приводило к опасным перегревам стенок ап-пярятов (например, при обогреве горячими топочными газами), к их разрывам, выбросам горючих продуктов и крупным авариям. [c.184]

Из формулы видно, что для уменьшения потерь от лучистого теплообмена поверхность термометра следует делать блестящегладкой, так как коэффициент лучеиспускания для гладких поверхностей меньше, чем для шероховатых. Потери от лучистого теплообмена в-очень сильной степени зависят от разности температур и Т . Чтобы уменьшить эти потери, стенки трубопро-во-да нужно хорошо теплоизолировать. Погрешность от лучеиспускания можно также значительно снизить установкой экрана. При это.м лучистый теплообмен будет про-исходить между термометром н экраном, температура которого ближе к температуре среды. Термометр, защищенный экраном, теряет гораздо меньше тепла, чем незащищенный, поэтому температура его ближе к температуре измеряемой среды. [c.162]

Значительно больше, чем при теплоотдаче от жидкостей и неконденсирующихся газов, влияет на теплообмен от конденсирующегося пара к стенке состояние поверхности теплообмена. Повышение шероховатости поверхности, вызванное окислением, слоем отложений и т. п., приводит к снижению коэффициента теплоотдачи. Соогвегствующие значения поправочного коэффициента, приведен- [c.122]