Шероховатость, влияние на теплоотдач

Если размеры выступов шероховатой поверхности невелики, то они оказываются полностью скрытыми внутри ламинарного подслоя. Такие трубы называют гидравлически гладкими (см. также гл. 2). В них шероховатость не оказывает заметного влияния на теплоотдачу. Для вполне шероховатых труб влияние шероховатости на теплоотдачу в сильной степени зависит от значения Рг, возрастая с его увеличением. [c.110]

С e Л e 3 H e в A. A Влияние шероховатости на теплоотдачу при движении воздуха в трубах. — Теплоэнергетика , 19,55, № 7, с. 45—47. [c.361]

Рассмотренные выше положения касаются теплоотдачи к жидкости, поток которой ограничен гладкими стенками. Если стенки имеют шероховатость, то ее влияние при ламинарном течении проявляется в увеличении обтекаемой поверхности (подобно эффекту оребрения) на структуру же потока шероховатость не влияет. Аналогичные выводы относятся и к турбулентным течениям в области гладкого трения, т. е. когда выступы шероховатостей не выходят за пределы вязкого подслоя. В области же шероховатого трения теплоотдача интенсифицируется за счет турбулизации вязкого подслоя. Одновременно возрастает и гидравлическое сопротивление, обусловленное трением. Создание искусственной шероховатости используется как метод интенсификации теплоотдачи. Экспериментально найдено, что оптимальное соотношение шага между соседними выступами и их высотой равно примерно 13. При этом коэффициент теплоотдачи примерно в 2,3 раза выше, чем при гладких трубах. [c.305]

Влияние шероховатости поверхности нагрева. Изучение влияния шероховатости труб на кипение в пленке показало, что с увеличением шероховатости коэффициент теплоотдачи а возрастает, так как при этом увеличивается число действующих центров парообразования. При низких значениях удельного теплового потока и интенсивном поверхностном испарении влияние шероховатости на коэффициент теплоотдачи а не отмечено [144]. В этой области а зависит только от плотности орошения. С повышением тепловой нагрузки появляются паровые пузыри, и коэффициент теплоотдачи становится зависимым от шероховатости. При этом глубина шероховатости до / = 10 мк не влияет на интенсивность теплоотдачи. Интенсификация теплообмена происходит при большей шероховатости (при > 10 мк). [c.126]

Фактором, который тоже играет роль в этом процессе, является шероховатость поверхности элементов насадки. Оказывается, что с увеличением шероховатости коэффициент теплоотдачи несколько повышается. Пористость насадки в данном случае также оказывает некоторое влияние, с которым можно не считаться в пределах погрешности +40%. [c.408]

Влияние шероховатости. С увеличением шероховатости стенки турбулентность потока возрастает, поэтому теплоотдача в шероховатых трубах выше, чем в гладких. [c.110]

Рис, 3.21, Влияние толщины стенки на интенсивность теплоотдачи, при кипении гелия [7] (р = 0,1 МПа, медный диск й = = 16 мм, ориентация горизонтальная, средняя шероховатость 5—10 мкм). [c.239]

До сих пор были рассмотрены относительно простые геометрические формы, хотя несомненный интерес представляют и более сложные формы, например оребренные или шероховатые трубопроводы. Параметры потока в интервале чисел Рейнольдса от 1000 до 10 ООО особенно чувствительны к степени шероховатости поверхности. Так, при одинаковых геометрических формах каналов, отличающихся лишь степенью шероховатости, можно получить совершенно различные значения коэффициентов трения и теплоотдачи. Однако при числах Рейнольдса больше 10 ООО и особенно больше 50 ООО влияние шероховатости поверхности на коэффициент трения обычно заметно ослабляется и лишь незначительно изменяется с изменением числа Рейнольдса. Влияние шероховатости будет рассмотрено подробнее в этой же главе, в разделе, посвященном коэффициентам теплоотдачи. [c.52]

В последнее время появились работы, свидетельствующие о влиянии материала поверхности нагрева на 2 и в целом на теплоотдачу при кипении [30]. Применительно к хладагентам этот вопрос требует специального изучения. Пока на основании имеющегося опытного материала можно считать, что при кипении на стальных (Ст. 3) или медных поверхностях определяющим фактором является шероховатость, а не материал, хотя и наблюдаются некоторые тенденции к повышению а для меди. [c.40]

Средние коэффициенты теплоотдачи пучка в области свободной конвекции слабо изменяются по рядам и примерно соответствуют значениям а, рассчитанным по формулам для свободной конвекции. В переходной области и области кипения средние коэффициенты теплоотдачи пучка зависят от числа вертикальных рядов, плотности теплового потока, давления, шероховатости поверхности, относительного шага труб. Влияние рядности на средний коэффи. циент теплоотдачи пучка уменьшается с возрастанием общего числа рядов по вертикали в аппарате и с ростом плотности теплового потока и температуры кипения. Математического описания этой связи в литературу нет. [c.49]

Приведенные выше сведения относятся к кипению чистых хладагентов на гладкотрубных пучках труб. Влияние минерального масла, применяемого для смазки поршневых компрессоров, изучалось в работе [132] на 10-трубном пучке, имеющем 3 ряда по вертикали. Диаметр труб 16 X 1 мм, материал — медь, шероховатость Rp = 0,35 мкм, расположение труб ромбическое. S/d = 1,44. Определялись средние коэффициенты теплоотдачи для трех труб, расположенных в средней части пучка в различных рядах по вертикали. Исследовались R12 и R22 в смеси с маслом в диапазоне q = 13-=-33 кВт/м. При низких температурах добавка полностью растворимого масла к R12 в количестве 1—6 % приводила к увеличению коэффициента теплоотдачи, при высоких (/q>0 °С) — к снижению его. [c.50]

Наибольшее интенсифицирующее действие шероховатости проявляется при малых плотностях теплового потока. С повышением q значения коэффициентов теплоотдачи на поверхностях с разной шероховатостью сближаются, что вполне можно объяснить на основании физических представлений о процессе кипения (см. главу П). Для фреонов можно принять, что приближенно в интервале q = 14-10 кВт/м влияние на а на поверхностях разной шероховатости одинаковое. Судя по экспериментам, имеется предельное значение R , выше которого чистота обработки поверхности перестает влиять на а. Для R12 эта величина лежит в пределах [c.79]

Авторами [14] выяснялся характер влияния шероховатости вертикальной орошаемой стенки длиной 591 мм на теплоотдачу к нагреваемой пленке воды. При этом исследовались три трубы с различными видами искусственной шероховатости наружной орошаемой поверхности, а также сильно корродированная и гладкая труба (табл. 10). При ис- [c.78]

Значительное влияние на теплоотдачу от шероховатых труб оказывает вид искусственной шероховатости, который в общем определяет и закономерности изменения теплоотдачи с ростом плотности орошения. Так, для трубы с поперечной накаткой (прямая 1) с увеличением критерия Рейнольдса пленки Не теплоотдача резко возрастает. Это объясняется тем, что с увеличением плотности орошения турбулизирующее воздействие поперечных рисок шероховатости резко усиливается, и ламинарный подслой пленки уменьшается. При Ке > 7000 теплоотдача от этой трубы при прочих равных условиях выше, чем для гладкой трубы с равной истинной поверхностью теплообмена и высотой трубы. [c.80]

Влияние состояния поверхности. Состояние поверхности очень влияет на теплоотдачу при пленочной конденсации. Если поверхность имеет выступы шероховатости, то скорость стекания конденсата уменьшается вследствие дополнительного сопротивления, и коэффициент теплоотдачи понижа тся до 30%. Коэффициент теплоотдачи можно рассчитать по формулам для гладкой и чистой поверхности с учетом поправочного коэффициента бщ. [c.154]

В результате опытов установлено, что при низком значении Рг шероховатость не оказывает заметного влияния на величину локальных коэффициентов теплоотдачи, за исключением области очень высоких значений числа Не. [c.154]

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]

На теплоотдачу при турбулентном течении оказывает влияние шероховатость стенки трубы. Для шероховатой трубы а больше, чем для гладкой. Однако это имеет место только тогда, когда выступы шероховатости выходят за пределы вязкого подслоя. Теплоотдача в технических трубах, как правило, подчиняется закономерностям, справедливым для гладких труб. [c.272]

На теплоотдачу при пузырьковом режиме кипения оказывают влияние такие факторы, как чистота жидкости, наличие в ней растворенных газов, состояние поверхности нагрева (шероховатость, однородность, смачиваемость, адсорбционные свойства и др.). Поэтому опытные данные, полученные на разных установках при одних и тех же значениях р и д, могут отличаться друг от друга. [c.344]

В настоящее время в литературе имеется мало данных о влиянии шероховатости на теплоотдачу. Для сред с критерием Рг порядка единицы можно использовать при расчетах, зависимость Нунн ер а [92] [c.110]

График зависимости оэффвциентов трения от числа Ке для обычных и специальных труб, используемых в теплообменниках, приведен па рис. 9.5. Для других значений шероховатости поверхности рекомендуется воспользоваться соотношением Моуди [6]. В области ламинарного течения на графике имеется только одна линия, так шероховатость поверхности здесь не играет существенной роли. Следует обратить внимание на то, что на рис. 9.2 график зависимости фактора теплоотдачи от числа Ке в турбулентной области также представлен одной кривой, поскольку влияние шероховатости на теплоотдачу относительно невелико по сравнепию с ее влиянием на трение. [c.305]

Рис. 29. Влияние шероховатости на теплоотдачу при кипении в большом объеме (Беренсон [Л. И]), о — наждачная шкурка марки 320 X — наждачная шкурка марки 60 в—шлифовка —зеркальная полировка.

Двухстороннее обтекание с i4irобтекается потоком с большим коэффициентом теплоотдачи. Из первого уравнения системы (6.19) имеем Rr=l, т. е. скорости потоков в сравниваемых поверхностях одинаковы. Влияние потерь на циркуляцию потока, обтекающего гладкий канал исследуемой поверхности, незначительно. Суммарные затраты мощности на циркуляцию потоков в сопоставляемых поверхностях могут быть найдены по второму уравнению (6.19) [c.97]

На толщину пленки конденсата влийет скорость ее стенания, так как с возрастанием скорости толщина пленки уменьщается. В свою очередь скорость стекания зависит от вязкости жидкости чем больше вязкость, тем медленнее стекает жидкость. На скорость стекания оказывает влияние также положение поверхности охлаждения. На вертикально расположенных поверхностях пленка стекает быстрее, чем на наклонных и горизонтальных. В нижней части вертикально расположенных поверхностей пленка имеет большую толщину, чем в вышележащих сечениях, потому что сверху стекает вновь образующийся конденсат. Поэтому на вертикальных поверхностях охлаждения теплоотдача конденсирующегося пара в нижней части уменьшается. Это накладывает определенное ограничение при выборе высоты поверхности конденсации. Толщина пленки конденсата зависит, кроме того, от степени шероховатости поверхности охлаждения чем более шероховата поверхность, тем толще будет пленка жидкости вследствие возрастания сопротивления ее стекаиию. [c.122]

Влияние шероховатости поверхности теплообмена на величину кр по экспериментальным данным исчезающе мало. В то же время коэффициент теплоотдачи существенно возрастает при увеличении шероховатости поверхности теплообмена. Поэтому на более шероховатых поверхностях разность между температурой поверхности теплообмена и температурой насыщения жидкости будет значительно ниже, чем на гладких. Это иллюстрируется рис. 7.6 [1531. Обращает на себя внимание и разница характера мзменения д в закризисной области. Для более шероховатых поверхностей снижение коэффициента теплоотдачи в закризисной области происходит [c.234]

Влияние шероховатости поверхности. Некоторое представление о влиянии шероховатости поверхности на коэффициен теплоотдачи дает рнс. 3.18. Здесь приведены данные, полученные в ряде экспериментов с длинными прямыми трубами, в которые вкладывались проволочные спирали, плотно прилегающие к внутренним стенкам трубы. Эти спирали турбулизовали поток, и коэффициент теплоотдачи возрастал счет увеличения потерь давления, вызванного турбулентностью, причем потери давления превышали прирост коэффициента теплоотдачи в 1ро-центио1М отношении. Если определяющим фактором при выборе конструкции теплообменника являются затраты энергии па прокачку теплоносителя, т 1. согласно экспериментальным данным, использование спиралей нежела-гельпо. С другой стороны, если затрать энергии па прокачку теплоносителя составляют относительно малую долю общих затрат, то благодаря турбули-знрующим вставкам, улучшающим коэффициент теплоотдачи, можно резко сократит требуемую площадь поверхностей нагрева и создать меньшие но размерам, более легкие и более дешевые установки. [c.59]

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]

Влияние шероховатости поверхности изучалось также японским исследователем Нисикава [79]. Исследование проводилось с дистиллированной водой, кипящей на горизонтальных поверхностях. На поверхность нагрева наносились имеющие форму треугольника концентричные канавки, высота которых характеризовала шероховатость. В выводах автора также отмечается, что при постоянном тепловом потоке увеличение шероховатости приводит к возрастанию коэффициента теплоотдачи. [c.143]

Вид кривых = /(Я) хорошо согласуется с изменением относительной конвективности по высоте модели топки парогенератора ТП-67 при продувке ее воздухом [Л. 207]. Мерой относительной конвективности было принято отношение коэффициента конвективной теплоотдачи Б данной точке экрана к коэффициенту теплоотдачи при омывании шероховатой поверхности продольным потоком со скоростью, равной средней скорости воздуха в поперечном сечении модели. Сопоставляя результаты этих двух исследований, можно заключить, что снижение степени неизотермичности факела для фронтальной стены топки парогенератора ТП-67 за выступом обусловлено влиянием суженного сече- [c.177]

Переходный режим. Этот режим кипения, отличающийся наиболее сложным механизмом передачи теплоты, изучен сравнительно мало, что затрудняет создание надежной теории.. На интенсивность процесса влияют различные факторы физические свойства жидкости и материала греющей стенки, форма и ориентация поверхности нагрева, ее шероховатость и др. Особенно существенным оказывается влияние малотёплопроводных покрытий поверхности нагрева, вызывающих увеличение коэффициента теплоотдачи.. [c.181]

Р>-с. 3.20. Влияние теплофизпческих свойств ма. ериала поверхности нaгp ьa на интенсивность теплоотдачи при пузырьковом кипении гелия [21] (р=0,1 МПа, диаметр торца стержня =8 мм, средняя шероховатость 5—10 мкм, ориентация горизонтальная). [c.238]

Влияние шероховатости на коэффициент теплоотдачи проявляется в изменении числа центров парообразования оно растет с ростом шероховатости. По данным работы [831, нормальная шероховатость (до 10 мкм) не оказывает влияния на интенсивность теплоотдачи. Последняя возрастает при появлении пор глубиной порядка десятых долей миллиметра. Это обусловливается характером влияния поверхностного натяжения о на минимальный диаметр пузырька образующегося при кипении жидкости в пленке. Связб этих величин выражается формулой [c.236]

Рис. П3.15. Графики, иллюстрирующие влияние шероховатости поверхности, температуры и внутреннего давления на теплоотдачу от внутренних поверхностей алюминиевых соединений (сплав 7075Т6)

Рис. П3.15. Графики, иллюстрирующие <a href="/info/833259">влияние шероховатости поверхности</a>, температуры и <a href="/info/8702">внутреннего давления</a> на теплоотдачу от <a href="/info/93820">внутренних поверхностей</a> <a href="/info/1423634">алюминиевых соединений</a> (сплав 7075Т6)

Данные о влиянии шероховатости противоречивы. По экспериментам А. Г. Гагарина в ламинарно-волновом режиме толщина пленки, а следовательно, и теплоотдача не зависят от шероховатости, а в турбулентном увеличение чистоты обработки (от V4 до У9) уменьшает толщину пленки в 1,5—2 раза. По данным Ф. А. Овенко, влияние шероховатости не замечено. [c.57]

По аналогии с теплоотдачей при течении воды по шероховатым трубам или вынужденном движении воздуха в шероховатых трубах при теплоотдаче от шероховатой стенки к нагреваемой пленке жидкости следовало бы также ожидать некоторую ее интенсификацию, величина которой зависела бы от формы, расположения и высоты выступов неровностей. Однако опыты Т. Сексауэра [203], в которых использовалась медная полированная (гладкая) труба и стальная (шероховатая) труба, показали, что теплоотдача на гладкой трубе при прочих равных условиях выше, чем на шероховатой (шероховатость не была количественно оценена и описана). В работе Г. Струве [208] при трех различных шероховатостях поверхности стенки с глубиной 0,1 1 и 12 микрон не было отмечено влияние шероховатости на коэффициент теплоотдачи при нагреве пленки. [c.78]

В работах Лева с соавторами [26] были определены значения коэффициентов теплоотдачи от стенки аппарата диаметром 50 и 100 мм к кипящему слою песка с гладкой и шероховатой поверхностью, а также к частицам окислов железа, применяемых в качестве катализатора в процессе Фишера-Тропша, размерами по ситовому анализу от 400 до 100 меш. Кипящий слой создавался углекислотой, воздухом и гелием. Наблюдаемые значения коэффициентов теплопередачи лежали в пределах 1,2—390 кал/м час °С. Высота слоя менялась от 200 до 700 мм, плотность песка была равна 2,65 и железного катализатора 5,0. Влияние изменения переменных (высоты слоя, плотности частиц и диаметра колонны) в указанных пределах оказалось незначительным. Поршневые движения не сказывались на значениях коэффициентов теплопередачи. Каналообразование существенно отражалось на скорости передачи тепла, а распределение температур по слою в этом случае было нестационарным. Лева и соавторы охарактеризовали экспериментальные данные уравнением [c.30]

Необходимо сделать несколько замечаний, касающихся влияния других параметров иа пузырчатое кипение. Прелсде всего представляет интерес влияние материала поверхности нагрева (но не шероховатости, которая, как известно, влияет на число центров парообразования). Согласно новейшим воззрениям [2], материал оказывает незначительное влияние при низких теплонапряжениях д/Р 10 ккал1м час], при высоких же пе оказывает никакого влияния на величину коэффициента теплоотдачи. На процесс кипения оказывают влияние также примеси к кипящей жидкости. Если они уменьшают поверхностное натяжение и увеличивают смачиваемость, коэффициент теплоотдачи увеличивается [16]. Некоторые вещества могут играть роль тормозящих факторов, значительно уменьшая коэффициент теплоотдачи. [c.448]

Заметное влияние на коэффициент теплоотдачи оказывает состояние поверхности охлаждения. На гладких поверхностях конденсат легко стекает вниз тонкой пленкой, что является причиной высоких коэффициентов теплоотдачи. В случае же шероховатых окисленн1з1х поверхностей стекание конденсата затрудняется, толщина пленки увеличивается, что может привести к уменьшению коэффициентов теплоотдачи в несколько раз. [c.468]

Специфическим для теплообмена в воздухоохладителях является влияние на конвективный коэффициент теплоотдачи ел,, выпадения влаги в виде росы и инея. Влияние выпадения росы на незначительно и заметно лишь при малом просвете между ребрами (5р — бр = 1,5 2 мм), когда из-за турбули-зирующего влияния капель и струй конденсата на поток воздуха возрастает на 5—10%. Выпадение инея приводит к повышению а, на 20—25% из-за большей шероховатости слоя инея по сравнению с металлической поверхностью. Кроме того, влияние выпадения влаги на теплообмен учитывается коэффициентом влаговыпадения ср в соответствии с уравнениями (1 —50) и (I —51). [c.50]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология