Конвекция ламинарная естественная

Ламинарный режим. Ламинарное движение обычно осложняется естественной конвекцией, возникающей вследствие разности температур по сечению потока. Теплоотдача усиливается при наличии свободного движения жидкости, вызывающего некоторое ускорение потока, особенно заметное у вертикальных труб при противоположных направлениях вынужденного и свободного движения. В этом случае применимо уравнение [c.284]

Теплоотдача может осуществляться при движении потока а) вынужденном, турбулентном (так называемая вынужденная конвекция), ламинарном, переходном б) свободном, гравитационном, турбулентном, ламинарном, гравитационном конденсате (конденсация) при естественной конвекции свободном кипении (испарение) в) смешанном. [c.141]

Рис. 14.3.10. Результаты анализа теплопередачи для случая ламинарной естественной конвекции в вертикальной прямоугольной полости. (С разрешения автора работы [22]. 1980, Pergamon Journals Ltd.)

Ламинарная естественная конвекция около сферы [c.270]

Процесс ламинарной естественной конвекции при горении вертикальной поверхности горючего материала, описанный выше, усложняется вследствие совместного тепло- и массообмена, протекающих химических реакций и переноса излучением. Этот сложный процесс был впервые рассмотрен Сполдингом [80], который, применив ряд упрощающих предположений, получил автомодельное решение, аналогичное решению Польгаузена [70] для течения в пограничном слое на плоской пластине. В работах [50, 51] соответствующие процессы были рассмотрены более подробно и найдены приведенные выше соотношения был охвачен широкий диапазон определяющих параметров [c.405]

Еще один случай сегрегированного потока — ламинарное движение жидкости, когда молекулярной диффузией и естественной конвекцией ожно пренебречь. Тогда можно разделить поток на ряд элементарных кольцевых слоев, движущихся без взаимного перемешивания. [c.329]

Полученное решение удовлетворительно согласовалось с расчетными результатами работ [6, 15]. Однако попытки применить метод определяющей температуры, чтобы скоррелировать результаты измерения теплового потока с помощью соотношения для жидкости с постоянными свойствами, не привели к успеху. Позднее были опубликованы результаты подробных расчетов ламинарной естественной конвекции около вертикальной изотермической поверхности в углекислом газе, хладагенте-114 и воде [8]. Все жидкости находились в сверхкритических условиях. В работе [8] предложены корреляционные соотношения для теплообмена в этих жидкостях вблизи их критических точек. [c.484]

Анализ влияния переменности теплофизических свойств на характеристики ламинарной естественной конвекции около вертикальной поверхности в воде был проведен в работе [28]. Считалось, что в диапазоне температур О—100 С все теплофизические свойства воды плотность р, удельная теплоемкость Ср, коэффициент теплопроводности к и вязкость [c.485]

В работе [9] проведено экспериментальное и теоретическое исследование влияния поперечных колебаний жидкости окружающей среды на естественную конвекцию около вертикальной изотермической поверхности. Было показано, что поперечные колебания приводят к небольшому снижению местного числа Нуссельта по сравнению с соответствующим значением для установившейся ламинарной естественной конвекции. В экспериментах наблюдалось еще одно важное явление — более ранний переход к турбулентному режиму течения. При переходном и турбулентном режимах течения тепловой поток резко возрастает до значений выше соответствующих величин в случае отсутствия колебаний. Максимальное повышение теплового потока, в условиях полностью развитого турбулентного течения при интенсивных колебаниях, достигало 60 %. [c.654]

Рассматривается неустойчивость ламинарной естественной конвекции азота давлением п МПа около вертикальной поверхности, нагреваемой тепловым потоком постоянной плотности. Уровень q" достаточен для того, чтобы иметь при д = 100,16 мм разность температур to — too = = 16,6 °С. Необходимые значения <А(0) и T)g определить по результатам численных расчетов, приведенных в тексте. [c.159]

В работе [145] исследовалось влияние чисел Прандтля и отношения диаметров в диапазонах 0,001 С Рг < 1000 и 1,0 Do/Di < оо. Оказалось, что при Рг О коэффициент теплопередачи близок к предельному значению для случая чистой теплопроводности. При Рг 1,0 температурные профили почти не зависели от числа Рг. Для случая малых Рг соответствующие численные результаты были получены в работе [61]. Исследовалось численно течение в кольцевой области между горизонтальными эллиптическими цилиндрами [149]. Единый подход к построению соответствующих корреляционных зависимостей для случая стационарной ламинарной естественной конвекции в горизонтальных кольцевых областях предложен в работе [32]. [c.293]

Ламинарная естественная конвекция в других внешних течениях [c.436]

Пограничный слой, возникающий при естественной конвекции вблизи полубесконечной вертикальной пластины конечной толщины, рассматривался в работе [42]. Предполагалось, что в пластине имеются произвольным образом распределенные источники тепла, причем выделяемая ими энергия рассеивается в жидкости за счет ламинарной естественной конвекции в установившемся режиме. Используя преобразование Фурье для уравнений теплопроводности и метод разложения в ряд для уравнений пограничного слоя, авторы работы [42] построили распределения температуры и теплового потока в пластине. Проведено исследование ламинарной естественной конвекции около конического, обращенного вершиной вниз ребра [54]. При этом процесс теплопроводности в ребре считался одномерным, а для описания течения использовались приближения типа пограничного слоя, что позволило получить соответствующие профили скоростей и температур. Исследовались течение около вертикальной пластины конечной толщины при постоянном тепловом потоке на ее поверхности и условия кондуктивной теплопередачи в пластине. Геометрическая схема этого случая представлена на рис. 17.5.1, в. Условие постоянства теплового потока приводит к появлению поперечного температурного градиента при у = О, который и обусловливает развитие процесса теплопроводности внутри пластины. [c.480]

Скорость циркуляции за счет естественной конвекции можно вычислить таким же способом, как и скорость циркуляции за счет принудительной конвекции. В схеме замкнутого типа движущая сила определяется разностью плотностей теплоносителя в восходящем и нисходящем участках если же используется открытая система с вертикальной трубой, то движущая сила определяется разностью плотностей теплоносителя в выводной трубе и окружающей среды. Легко показать, что максимальная скорость циркуляции будет достигнута, если в основание горячего трубопровода поместить нагреватель, а в верхней части нисходящего холодного трубопровода — холодильник. Поскольку режим течения на отдельных участках может быть как ламинарным, так и турбулентным, для каждого элемента системы необходимо определить коэффициенты трения и теплоотдачи. [c.64]

Рис. 5.3.6. Теплоотдача при ламинарной естественной конвекции от изотермической горизонтальной поверхности.

В более поздней работе [21] был проведен численный анализ течения около вертикальной изотермической поверхности в жидкости лри сверхкритических давлениях. С помощью преобразований подобия типа (8.2.7) — (8.2.10) были получены определяющие уравнения, аналогичные уравнениям, (8.2.И)-— (8.2.13), Полученное решение удовлетворительно согласовалось с расчетными результатами работ [6, 15]. Однако попытки применить метод определяющей температуры, чтобы скоррелировать результаты измерения теплового потока с помощью соотношения для жидкости с постоянными свойствами, не привели к успеху. Позднее были опубликованы результаты подробных р ас-четов ламинарной естественной конвекции около вертикальной изотермической поверхности в углекислом газе, хладагенте-114 и воде [8]. Все жидкости находились в сверхкритических условиях. В работе [8] предложены корреляционные соотношения для теплообмена в этих жидкостях вблизи их критических точек. [c.484]

Конвективная диффузия включает два механизма переноса вещества в жидкости — молекулярную диффузию и конвекцию. Причем различают конвекцию свободную (естественную) и вынужденную (под действием мешалки, насоса и т. п.). Каждый из этих режимов массообмена характеризуется еще ламинарным и турбулентным движением пограничного слоя и внешнего по отношению к нему потока растворителя. [c.51]

Мак-Адамс приводит более обобщенное уравнение для ламинарной естественной конвекции [c.360]

При ОгРг= 5- 10 2-10 имеет место ламинарный пограничный слой. Данный интервал является наиболее характерным для естественной конвекции, и ему соответствует большинство всех случаев, встречающихся в практике. Отрезок 2 кривой, изображенной на фиг. 18, отвечает этому случаю, и уравнение (42) для него может быть интерпретировано как [c.36]

При анализе процессов теплообмена в теплообменниках химической промышленности речь может идти главным образом о ламинарном вынужденном режиме течения. Этот режим не является чисто ламинарным течением, а может быть назван неспокойным ламинарным течением. Нарушение чистого ламинарного течения вызывается возникновением вторичной циркуляции жидкости, причиной которой является естественная конвекция, возникающая из-за разности температур жидкости в различных точках сечения потока. [c.57]

Изменение плотности жидкости при изменении температуры гораздо слабее, чем при изменении концентрации. Поэтому при малых перепадах температуры вызванный ими диффузионный поток оказывается меньше, чем вызванный изменением концентрации. Приведенная формула естественной конвекции получена в предположении о ламинарном течении жидкости в диффузионном слое, которое часто нарушается на опыте. [c.178]

Очевидно, что при турбулентном течении в трубе естественная конвекция проявляется слабее, чем при ламинарном. Теоретическое исследование турбулентных течений в трубах с учетом естественной конвекции проведено в 111]. [c.125]

В 1963 г. авторы [29, 30] с помощью конечно-разностного метода получили решение для двумерной ламинарной естественной конвекции в прямоугольном канале с обогреваемой и охлаждаемой вертикальными стенками и с теплоизолированными или частично теплопроводными горизонтальными стенками. Результаты этого и многих последующих решений, полученных с помощью метода конечных разностей и метода взвешенных невязок, показали их применимость в пределах более широкой области пара-метроЕ. В этой связи эти результаты использовались здесь вместе с экспериментальными данными для оценки корреляционных уравнении. [c.300]

Zinnes A. E., J. Heat Transfer, 92, 528 (1970). [Имеется перевод Зиннис. Решение сопряженной задачи о температурном поле в вертикальной плоской пластине и ламинарной естественной конвекции при произвольном распределении плотности теплового потока па поверхности пластины. — Труды амер. об-ва тж.-мех., сер. С, Теплопередача, 1970, № 3, с. 220.] [c.500]

На рис. 16 показана зависимость поверхности радиатора от перепада температур между горячим спаем и окружающей средой. Кривые построены для двух видов теплоотдачи радиатора — вынужденной конвекции (к = 0) и ламинарной естественной конвекции (к = 0,25). Из рисунка видно, что обе кривые имеют минимум, причем отступление от оптимальной температуры горячего спая может привести к необходимости увеличения размеров радиатора в несколько раз. На этом же рисунке дана зависимость е (и), которая показывает, что, стремясь уменьшить размеры радиатора, мы можем существенно проиграть в коэффициенте энергетической эффективности ТТН. То же самое можно сказать о всех рассмотренных выше случаях определения оптимальных параметров ТТН. Добиваясь минимальных размеров и веса устройства, при которых обеспечивается заданная холодопроизводительность, мы допускаем большой пёрерасход электроэнергии, поскольку уменьшить последний можно только в ущерб габаритам и весу установки. [c.70]

Естественная конвекция носит всегда явно выраженный ламинарный характер. Однако, если поверхность нагрева имеет большую высоту, то поток нагретой жидкости или газа по мере удаления от нижней грани перестает быть спокойным и может стать турбулентным в некоторых случаях он может даже отделиться от стенки. Поэтому коэффициент теплоотдачи а не является постоянным на всем протяжении вертикальной плиты или трубки (фиг. 17). На кижней границе величина коэффициента теплоотдачи велика, по мере подъема по стенке а постепенно уменьшается, так как увеличивается толщина лам1Инарно перемещающегося вдоль стенки потока жидкости. Если пограничный слой становится турбулентным, то указанный коэффициент вновь повышается. Теоретически выведенное для местного коэффициента теплоотдачи а уравнение, правильность которого была проверена измерениями температурного и скоростного полей у вертикальной стенки, содержит в данном случае, по.лшмо разности температур А/, значение высоты плиты или поверхности Я [c.34]

В ряде случаев на теплоотдачу при ламинарном режиме существенное влияние оказывает естественная конвекция. В результате ее влияния коэффициент теплоотдачи может увели 1ться иногда до пяти раз. [c.105]

А. Тепло- и массопереиос к твердым телам и жидким средам прн внешнем обтекании тел и течении в каналах, при вынужденной и естественной конвекции. Перенос теплоты к твердым телам и жидким средам при ламинарном течении с заданными граничными условиями или условиями сопряжения полностью описывается законом теплопроводности Фурье, если только тепловые потоки не превышают своих физических пределов (фононный, молекулярный, электронный перенос н т. д.). Возможность решения сложных задач в большей или меньшей степени зависит только от наличия необходимой вычислительной техники. Для расчета ламинарных течений, включая и снарядный режим, к настоящему времени разработано достаточно много стандартных про1-рамм, и их число продолжает непрерывно увеличиваться. Случай движущихся тел включает в себя также и покоящиеся тела, так как координатную систему можно связать с телом и, таким образом, исключить относительное движение. Поэтому методы расчета теплопередачи к твердым телам и жидким средам при их ламинарном течении полностью аналогичны. Единственным фактором, влияющим на тепловой поток как при нестационарном нагреве твердого тела, так и при квазистационар-ном ламинарном течении, является время контакта. Хотя часто коэффициент теплоотдачи нри ламинарном течении представляется как функция скорости, необходимо обязательно помнить, что скорость течения есть только мера времени контакта или времени пребывания среды в теплообменнике. Эта концепция обсуждалась в 2.1.4, где было показано, каким образом и — а-метод, используемый обычно для описания ламинарного теплообмена, можно применить и для расчета нестационарного теплопереноса а твердом теле. В разд. 2.4 эта концепция получает даль- [c.92]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология