Конвекция обтекание пластины

На рис. 3.4 видно уменьшение нестационарного потока во времени в случае вынужденной конвекции для ламинарного обтекания пластины при линейном возрастании температуры поверхности. Поскольку тепловой поток изменяется со временем нелинейно, коэффициент теплоотдачи оказывается функцией времени. [c.142]

В 7.1 мы рассмотрели общие закономерности теплообмена при свободной конвекции, вытекающие из теории пограничного слоя. В случае вынужденного обтекания пластИны теория пограничного слоя справедлива при Ке -> оо, а в случае свободной конвекции — при Ог оо (или Ка —> оо). При малых значениях (или Ка ) необходимо решать полную систему уравнений конвективного теплообмена. Для получения решения используют численные методы, а трудоемкий процесс вычислений выполняют компьютеры. Результаты расчета сравнивают с экспериментальными данными, и при этом уточняют решение. Таким образом получают формулы, пригодные для практического использования. Эти формулы приводятся ниже. Ссылки на оригинальные работы можно найти в [34, 36, 53]. [c.221]

Рассмотрим теперь случай, когда, кроме указанных выше условий, коэффициент диффузии, вязкость и температуропроводность равны, т.е. Рг= 1, Рг ) = 1 и Le = . Предположим также, что влиянием свободной конвекции можно пренебречь и справедливо приближение теории пограничного слоя, причем продольная составляющая градиента давления равна нулю dp /dx) = 0). Последнее условие выполняется при обтекании пластины. [c.392]

В работах [7, 8] имеются серьезные недостатки, существенно обесценивающие выводы авторов и затрудняющие использование полученных результатов. Так, обработка результатов целиком базируется на расчете процесса диффузии, поскольку стадия десорбции НС1 по существу вообще не рассматривается. Между тем, процесс диффузии рассчитывается весьма примитивно. Произвольно выбран коэффициент а в уравнении (3). Толщина диффузионного пограничного слоя вычисляется для пластины неограниченных размеров, тогда как для тонких проволок, даже в данные, полученные при поперечном обтекании цилиндров, приходится вводить поправки. Наличие свободной конвекции во внимание не принято, а в этом случае она может оказывать если не основное, то значительное влияние на процессы переноса. Во всяком случае, авторы не выяснили, с чем связано наблюдавшееся ими влияние диаметра проволоки на скорость, и не показали, как это повлияло на адекватность обработки. [c.243]

В гл. V и VI были рассмотрены задачи нестационарной теплопроводности, в которых теплообмен между поверхностью тела и окружающей средой происходил в основном излучением. В практике тепловых расчетов встречаются задачи, в которых теплообмен между телом и окружающей средой происходит конвекцией. Если в задачах стационарного конвективного теплообмена применяются граничные условия третьего рода, то в задачах нестационарного конвективного теплообмена и в задачах стационарного теплообмена при точной формулировке проблем необходимо применять граничные условия четвертого рода. Например, при обтекании плоской пластины, в соответствии с теорией пограничного слоя, дифференциальное уравнение переноса тепла для жидкости можно написать так [c.363]

Также методически удачным следует считать вначале изложение вынужденной тонвёкции в условиях внешней задачи (обтекание пластины), потом в условиях внутренней задачи (движение жидкости в трубах) и, наконец, теплообмен при естественной конвекции. [c.4]

Рассмотрим свободную конвекцию воздуха вдоль нагретой вертикальной трубы (рис. 7.1). Как и при вынужденном обтекании, около трубы имеется пограничный слой. Вначале толщина слоя и скорость воздуха малы, течение ламинарное. Коэффициент теплоотдачи а в этой области по мере продвижения вверх уменьшается. Далее, при определенной толщине слоя ламинарное течение теряет устойчивость, струйки воздуха испытывают поперечные колебания и течение становится волновым (локонообразным). В верхней части трубы упорядоченное движение нарушается, воздух интенсивно перемешивается, образующиеся вихри систематически отрываются от поверхности трубы, т.е. здесь имеет место турбулентный режим движения воздуха. Таким образом, как и при вынужденном обтекании пластины, в случае свободной конвекции около вертикальной трубы (или вертикальной плоской стенки) наблюдается ламинарный, переходный и турбулентный режимы течения в пограничном слое. В соответствии с этим находится и характер изменения а по высоте стенки (рис. 7.1). В области турбулентного пограничного слоя значение а практически постоянно, так как оно в значительной степени зависит от толщины вязкого подслоя, которая (в отличие от вынужденного обтекания пластины) не возрастает, а остается постоянной. В первую очередь это объясняется тем, что по мере продвижения к верхнему краю стенки скорость свободного движения воздуха увеличивается, в то время как при вынужденном обтекании пластины [c.218]

В качестве последнего примера теплообмена в поглощающей среде рассмотрим совместное действие конвекции и излучения. Основное отличие между этим процессом и процессом совместного действия теплопроводности и излучения состоит в том, что среда движется относительно граничных поверхностей с некоторым заданным распределением скоростей. По существу конвективный теплообмен можно разделить на две основные области конвективный теплообмен при течении среды в каналах и при внешнем обтекании тел (теплообмен в пограничном слое). Весьма детальный анализ, касающийся первой области, а именно — рассмотрение теплообмена для полностью развитого течения поглощающей среды между параллельными пластинами, был представлен Вискантой Л. 22]. Ко второй области относится течение погло-156 [c.156]

Сидоров [Л. 23] рассмотрел случай совместного действия ковекции и излучения при ламинарном обтекании плоской пластины. Однако им было получено решение в крайне приближенной форме. Решения в приближении оптически тонкого слоя были получены при анализе теплообмена в пограничном слое некоторыми авторами, апример Хоу [Л. 24] и Кохом и Да Сильвой 1[Л. 25]. В этих анализах принимается, что газ (воздух при высокой температуре) в пределах пограничного слоя только испускает, но не поглощает тепловое излучение. Это допущение справедливо нри условии, что поверхность и газ за пределами пограничного слоя являются относительно холодными. В приближении большой оптической толщины были получены некоторые результаты Вискантой и Грошем [Л. 26] для ламинарного потока в щели. Таким образом, этот анализ служит в качестве предельного решения для случая, когда оптическая толщина пограничного слоя велика. Во многих случаях при течении поглощающего газа в пограничном слое взаимное влияние конвекции и излучения незначительно. Для того чтобы оценить, при каких условиях пренебрежение эффектами взаимодействия является допустимым, в последующем анализе эффекты взаимодействия конвекции и излучения в пограничном слое будем учитывать лишь в первом приближении. Рассмотрим частный случай ламинарного течения газа вдоль плоской поверхности. [c.157]

В качестве последнего примера теплообмена в поглощающей среде рассмотрим совместное действие конвекции и излучения. Основное отличие этого процесса от рассмотренной задачи заключается в том, что среда движется по отношению к граничным плоскостям с заданным распределением скоростей. Процесс конвективного теплообмена можно разделить на две большие области теплообмен в каналах и при внешнем обтекании или в пограничном слое. Детальный анализ теплообмена в каналах для поглощающей среды, текущей между параллельными пластинами, выполнен Вискантой [22]. Внешняя задача — пограничный слой — нелегко поддается анализу, и настоящий раздел в основном посвящен теплообмену конвекцией и излучением в пограничном слое. [c.21]

Крамер [35] исследовал естественную конвекцию в вертикальной трубе с поперечным магнитным полем при изотермических условиях на границе. Однако непосредственно вопросы теплообмена им не рассмотрены. Лу 36] исследовал естественную конвекцию при обтекании потоком пористой пластины с отсосом пограничного слоя. Однако и здесь результаты представлены в такой форме, что трудно сделать какие-либо выводы об интенсивности теплообмена. Ривз [37 ] исследовал совместное влияние неравномерности температуры стенки и магнитного поля на теплообмен с нагреваемой вертикальной пластиной. Мори [38] тоже решил задачу о вертикальной пластине, однако в использованных им исходных уравнениях, по-видимому, содержится ошибка [32]. [c.287]

В работе [2] для выбора условий с наиболее высокой интенсивностью массоотдачи, обеспечивающих исследование процесса в кинетической области, выполнен расчет максимальной скорости диффузионного переноса. Для определения коэффициентов массоотдачи при различных вариантах подачи газовой смеси на подложку использовали известные критериальные уравнения теплоотдачи при свободной конвекции для горизонтальных и вертикальных проволок, принудительной конвекции при поперечном их обтекании [39], а также теоретическое решение для процессов переноса принудительной конвекцией при продольном обтекании вертйкальной пластины [40]. Движущую силу диффузии из потока к поверхности определяли из условия, что концентрация диффундирующего компонента у поверхности имеет термодинамически равновесное значение. Результаты расчета представлены автором [2] в виде удобного для анализа газодинамической обстановки графика, который не был оценен по достоинству авторами других работ. Этот гра- [c.231]