Сфера, теплоотдача к сфере

Рис. 10.3. Совместное влияние вынужденной и свободной конвекции на теплоотдачу сферы при Рг=0,72

Рис. 2. Теплоотдача металлических сфер, псевдоожижаемых воздухом экспериментальные данные [5] показаны в виде заштрихованных прямоугольников штриховые линии — область псевдоожижения см, уравнения (2), (5) и.з [5] . / — неподвижные слои // — одиночная сфера. Параметры, характеризующие процесс обтекания металлических сфер воздухом, приведены ниже

Перенос тепла при малых числах Грасгофа. Имеются также теоретические исследования теплоотдачи от изотермической сферы при малых числах Грасгофа О < Gt < 1 (см. статьи [112, 76]). В статье [112] решена задача свободноконвективного течения около сферы. Показано, что решение чистой задачи теплопроводности, правомерность которого можно было ожидать при очень малых числах Грасгофа, в действительности применимо только на некотором расстоянии а от поверхности сферы, где а = r/i = О (Gr ). На больших расстояниях требуется учитывать инерционные и конвективные члены уравнений. В работе [76] для расчета переноса тепла использован метод асимптотического разложения. Решения уравнений, определяющих течение, выражены в виде рядов по числу Грасгофа, которое принято за параметр разложения. Найдены поля скорости и температуры. Численным интегрированием получено следующее выражение для числа Нуссельта в диапазоне О С < Gvk < 1 [c.274]

Рассмотреть сферу диаметром 10 см, горизонтальный цилиндр диаметром 10 см и пластину высотой 10 см. Площадь каждой из этих поверхностей одинакова. Найти теплоотдачу естественной конвекцией для этих трех тел, если температура поверхности на 100° выше температуры окружающего воздуха, равной 20 °С. Найти также теплоотдачу сферы в отсутствие течения жидкости, решив уравнение теплопроводности. Можно ли это сделать для двух других тел Дать объяснение. [c.325]

Коэффициент теплоотдачи сферы определяется из соотношения [c.198]

Теоретическое описание теплоотдачи при кипении — весьма сложная задача. Поэтому обычно обращаются к эмпирическим соотношениям, ограничиваясь областью тепловых нагрузок, интересных для той или иной практической сферы. Для химической технологии эта область лежит на участке СО, она охватывает диапазон д от 10 до 100 кВт/м (или несколько более). Эмпирические формулы удобно представить в виде степенных соотношений [c.504]

О. Сравнение с экспериментальными данными. На рис. 1 представлены измеренные приведенные значения коэффициентов теплоотдачи Ыи//ф и массоотдачи полученные различными авторами. На рисунке приведены также результаты измерений теплоотдачи при обтекании потоками воздуха, N2, Н, и СОг обогреваемых сфер, а также измерения массоотдачи при обтекании воздухом пористых с( р с испарением воды на поверхности. Пороз- [c.259]

Рис. 16. Коэффициенты теплоотдачи от вертикальной нагретой стенки к вибрирующему слою сфер в зависимости от ускорения. Линиями представлены значения а, рассчитанные по модели циркулирующего потока [8]. точками — экспериментальные значения [9]

В заверщение следует указать и другие дополнительные эффекты, учитываемые различными авторами, при сохранении общей схемы процесса, описанной в 2.2. Теплота, отводимая от стенки, затрачивается не только на испарение жидкости, но и на перегрев пара в зазоре под сфероидом этот эффект учитывается относительно просто [1.1, 2.4, 2.7] увеличением теплоты парообразования на величину Срп(Гс—7 )/2. Для мелких капель, взвешенных в сфероидальном состоянии над нагретой поверхностью в виде сферы, рассматривалось ламинарное течение пара в зазоре сложной формы между нижней полусферой капли и плоской стенкой [2.26] это приводит к необходимости применения численного метода, что ограничивает практическую ценность результатов. В этой же работе [2.26] рассматривалось излучение от стенки как на верхнюю, так и на нижнюю половину сферической капли. Результаты ка чественно согласуются с полученными в данном параграфе лучистый поток составляет примерно 60% лри температуре стенки 7 с=500°С и примерно-30% при температуре стенки Гс=280°С. Исследования скорости испарения капель различных размеров- были проведены в [2.24, 2.25]. Численным методом была рассчитана форма капли, зависящая от ее объема, и получены выражения для средней толщины капли и площади основания, представляющего собой поверхность теплообмена. Толщина (высота) капли связана с объемом зависимостью, аппроксимированной ломаной линией с тремя прямолинейными участками, соответствующими каплям трех классов малым, большим и расширенным. Для каждого класса капель получено выражение для коэффициента теплоотдачи, соответствующего температурному напору АТ—Тс—Т, и переносу теплоты в паровом зазоре теплопроводностью. Малыми каплями по [2.24] считаются капли, объем которых удовлетворяет условию [c.75]

Мерк и Принс [116] воспользовались интегральным методом и получили следующее выражение коэффициента теплоотдачи для изотермической сферы [c.271]

Показано, что это соотношение хорошо согласуется с большинством экспериментальных данных для ламинарного пограничного слоя. Но отдельные группы данных ложатся на 20 % ниже или на 50% выше кривой, рассчитанной по формуле (5.5.20). Как отмечено в разд. 5.4, при Ra- 0 число Нуссельта для сферы стремится к 2,0, так как оно определяется только теплопроводностью. Если добавить это предельное значение в правую часть формулы (5.5.20), то, как указано в справочнике [28], можно предположить, что она может применяться для определения коэффициентов теплоотдачи и при малых числах Сгд. Из приводимой ниже формулы видно, что предложенная ранее в статье [176] корреляция данных учитывает этот вклад теплопроводности при малых Сго [c.291]

Рис. . Локальные коэффициенты теплоотдачи а и теплопроводиости Х(г) для сферы диаметром 200 им при атмосферной давлении газа

Около сферы с температурой поверхности 40 °С, находящейся в воде с температурой 15 °С, перенос тепла осуществляется естественной конвекцией. Найти максимальную скорость в пограничном слое до начала отрыва потока и координату точки, где она достигается. Найти коэффициент теплоотдачи в точке 6 = 90°, если угол 0 отсчитывается от нижней точки сферы. [c.326]

Эффективная толщина газовой прослойки пропорциональна диаметру частицы. Наибольщий локальный тепловой поток при этом имеет место вблизи точки контакта частицы с поверхностью, где толщина газовой прослойки б минимальна. Чем больше точек контакта с единицей поверхности, тем выше коэффициент теплоотдачи. Таким образом, при увеличении диаметра частиц с1 и порозности е слоя коэффициент теплоотдачи снижается. Уменьшение диаметра теплоотдающей сферы или цилиндра (диаметр которых сравним с с1), наоборот, ведет к росту коэффициента теплоотдачи из-за увеличения числа точек контакта частиц с единицей теплоотдающей поверхности. При плотной кубической укладке частиц (е = 0,48) с 1 м плоской поверхности контактирует 1/с1 частиц, а с 1 м поверхности сферы с диаметром, равным диаметру частиц, 6/(яй 2) 2/ 2. (В последнем случае речь фактически идет о теплоотдаче от частицы к слою таких же по размерам частиц. Такая задача имеет большое прикладное значение, например, для топок с КС, где горящие частицы угля, концентрация которых не превышает нескольких процентов, взвешены в слое инертных частиц и обмениваются с ними теплотой.) [c.104]

Ввиду сложного характера движения жидкости при обтекании тел, имеющих сферическое или цилиндрическое сечение, получение аналитического решения связано с очень большими трудностями. Для этого приходится прибегать к эксперименту и к методу анализа размерностей. Коэффициент теплоотдачи при обтекании сфер воздушным потоком рекомендуется определять по следующей формуле [3.201 [c.67]

В табл. 3.9 приведены формулы для определения теплоотдачи при вращении тел различной геометрии (дисков, конусов, цилиндров и сфер). [c.82]

Л. С. Клячко [66], использовав концепцию О. Рейнольдса, уточнил формулу для расчета коэффициента сопротивления шара [65]. Затем была выведена аналитическая зависимость для теплообмена от сферы к газу с использованием экспериментальных данных по теплоотдаче для цилиндров и Того факта, что точка срыва струи на цилиндре и шаре приходится на одно и то же место, а движение газа на лобовой части тела при Ке<2000 считается ламинарным. [c.67]

Из приведенных выше теоретических работ следует, что расчет теплоотдачи в области отрыва затруднителен, так как возможности аналитического решения задачи о теплообмене от сферы к среде весьма ограничены. В связи с этим экспериментальное исследование теплообмена. при обтекании сферической частицы представляет большой интерес. К настоящему времени в литературе описано значительное количество экспериментальных работ, посвященных теплоотдаче от неподвижной частицы к потоку газа и жидкости и основанных на разных методах исследования [10, 25, 30, 31, 44, 61, 66, 67, 75, 76, 87, 89, 136, 187, 205, 217, 222, 227, 230, 241, 259, 266]. [c.70]

Из сравнительно ранних работ следует отметить проведенное Обориным [42] исследование теплоотдачи сфер и горизонтальных цилиндров в холодной воде. Экспериментальные данные подтверждают результаты расчета инверсии конвекции, полученные Мерком [39]. В работе [50] проведено экспериментальное исследование таяния льда в холодной воде и полученные данные удовлетворительно согласуются с экспериментальными [12] и расчетными [39] результатами. [c.505]

Рис. 5.6.2. Влияние стратификации на теплоотдачу от сферы. (С разрешения авторов работы [25]. 1979, ASME.)

Авторы [118] объясняют чрезвычайно низкие значения коэффициентов теплоотдачи при Кеэ < 1 на основе модели течения газа по отдельным каналам, мимо обширных плохопроду-ваемых областей зернистого слоя. На основе опытных данных найдена относительная длина этих каналов которая оказалась обратно пропорциональной диаметру зерен. Из этого следует постоянство длины каналов для всех исследованных слоев, что противоречит представлениям о подобии гидродинамических процессов в зернистом слое. Расчетная зависимость при = 10 плохо соответствует опытным данным (рис. IV. 20), но близка к другому теоретическому решению [120], полученному из модели внешнего массообмена шара в слое с использованием представления об эквивалентной сфере по формуле (IV. 58), но без учета постоянной составляющей переноса в пределах этой сферы за счет молекулярной диффузии. [c.162]

Эта формула справедлива для теплоотдачи к поверхности сферы диаметром О от бесконечного неподвижного объема жидкости с коэффициентом теплопроводности а, в которой эта сфера погружена. Этой формулой пользуются при расчете скорос1и роста температуры и последующего испарения капель, когда струя этих капель впрыскивается в горячий газ. [c.19]

В табл. 1 приведено распределение температур для одномерного теплового потока в пластине, цилиндре и сфере после скачкообразного изменения температуры окружающей среды от Т/ (постоянная начальная температура тела) до постоянного значення при яаланном постоянном коэффициенте теплоотдачи а (граничные условия третьего рода) [c.220]

Сравнение с жспсраментальиь/.ми данными. Сопоставление экспериментальных данных по коэффициентам тепло- и массоотдачи для одиночной сферы в потоках воздуха и жидкостей, полученных различными авторами [37—43], с зависимостью (22) нока.чано па рис, 9. Данные нескольких анторои, получеппые для области 5-10 <Не(< <10 , свидетельству юг о нлиятн1и на теплоотдачу низкой степени турбулентности, Ма рис, 10 представлены результаты работы [39], авторы которой измеряли коэфф ци-енты теплоотдачи нри обтекании сферы воздухом при различной степени турбулентности в потоке, [c.247]

A. Введение. Сведения о коэффициентах теплоотдачи между частицами в плотноунакованных слоях и жидкостью являются необходимыми при конструировании и эксплуатации химических реакторов. Оценка интенсивности теплообмена важна, например, для химических реакторов с неподвижным катализатором, в которых поглощается или выделяется большое количество теплоты, илн для регенеративных теплообменников с неподвижным слоем. В качестве элементов неподвижного слоя используются частицы различных форм, такие, как сферы, цилиндры, кольца Рашига и др. Проблемам теплообмена в химических реакторах вследствие их важности посвящено большое число статей. Обзоры [1, 2] свидетельствуют о том, что корреляционные уравнения отличаются большим разнообразием. Ниже рассмотрен ,1 результаты, полученные в слоях, образованных сферами одинакового размера. [c.259]

Данные но теплообмену в этой области, приведенные в [5], получены па металлических сферах (диаметр 4,76 или 6,35 мм), псевдоожижаемых потоком воздуха. Они свидетельствуют о том, что коэффициенты теплоотдачи не зависят от скорости течения газа и области псевдоожиже-ния [это следует из уравнений (10) — (13)]. [c.264]

Сферы. Корреляционная формула (5.4.61), предложенная в статье [51], позволяет рассчитать с приемлемой точностью коэффициенты теплоотдачи от изотермических сфер при числах Рэлея в диапазоне 10 Ra 10 и всех числах Прандтля. На основе решений Ченя и др. [27] методом пограничного слоя для Рг = 0,7, Мори и др. [123] для S = 1, 100, 500 и 650 и Стюарта [163] для S - oo в справочнике по проектированию теплообменников [28] предложена формула [c.291]

Чжень и Эйчхорн [25] изучили теплоотдачу от сфер и горизонтальных круговых цилиндров, погруженных в термически стратифицированную окружающую жидкость. Они использовали приближенный метод Рейтби и Холландса [137]. Получено следующее общее выражение для изменения местного теплового потока от двумерного плоского или осесимметричного тела, изображенного на рис. 5.1.2, а и 5.1.2, б, к стратифицированной жидкости [c.294]

Дефекты в виде раковин, пор. непроваров в сварных и паяных точках существенно искажают эталонные температурные кривые нагрева или охлаждения. Постановка oднoмep юй задачи предполагает замену реальной сварной точки изолированной сферой теплоотвод от точки по сварива ому материалу эквивалентен увеличению конвективной теплоотдачи. [c.31]

Противоположным является представление о переносе тепла теплопроводностью и конвекцией, как о последовательных процессах. В этом случае должны складываться не проводимости (коэффициенты теплоотдачи), а термические сопротивления 1/а. Такое представление подразумевает существование более или менее стабильной погранично11 пленки газа около иоверхности частиц, причем отвод (подвод) тепла конвекцией осуществляется от этой пленки (т. е. от некоторой условной сферы диаметром с1о — см. рис. УП-З). При этом интенсивность теплоотдачи конвекцией а (а также величина с1о) зависит от гидродинамической обстановки в системе (от Не). [c.234]

Основные выводы теории теплового взрыва получены для идеализированных условий, в предположении, что во всем объеме реагирующего газа под действием свободной конвекции устанавливается одинаковая температура и, соответственно, одинаковая скорость реакции, так что весь температурный перепад сосредоточен на стенке сосуда [14, стр. 870]. Но в то же время в теорпи принимается независимость коэффициента теплоотдачи от дав.лення, т. е. предполагается теплопередача кондуктивного типа, в противоречии с исходным нредположением. Принятие однородного поля температур, помимо отмеченного, оказывается в противоречии и с опытными данными, из которых, как отмечает Франк-Каменецкий, хорошо известно, что воспламенение всегда начинается в точке, а затем пламя распространяется по сосуду [17, стр. 235]. Между тем при полностью выровненной по всему объему газа температуре должно было бы произойти одновременное воспламенение. Таким образом, в газе, заключенном в нагретый сосуд, при отсутствии тепловыделения от реакции, всегда устанавливается некоторое стационарное распределение температуры с максимумом в центре сферы, по оси цилиндра, в сродней плоскости плоскопараллельного сосуда и с постепенным ее снижением к стенкам. Это стационарное распределение температуры может быть нарушено только прогрессирующим тепловыделением от реакцнн. Стационарная теория и дает метод вычисления, для определепных условий теплопередачи, температуры, при которой нарушается стационарное распределение температуры в газе. [c.14]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология