Вынужденная конвекция теплоотдача в трубах. Теплоотдача

Вычисление коэффициентов теплоотдачи при вынужденной конвекции в трубах и каналах рассматривалось в гл. 1. [c.301]

Рис. 7. Теплоотдача при кипении воды в условиях вынужденной конвекции никелевая труба диаметром 4,58 мм (Розенов и Кларк, [Л. 88]) р=>т ат, = =237° С.

Коэффициенты теплоотдачи при вынужденной конвекции в трубах [c.370]

Таким образом, из анализа размерностей следует, что в случав вынужденной конвекции в трубах при постоянной температуре на стенке коэффициент теплоотдачи можно скоррелировать в виде зависимости безразмерной группы Nu от чисел Рейнольдса и Прандтля, а также от геометрического фактора LjD. Аналогичные корреляции могут быть получены и для коэффициентов Сд, а и а ок (см. задачу 13-7) [c.372]

РАСЧЕТ ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ ПУЗЫРЬКОВОМ КИПЕНИИ В УСЛОВИЯХ ВЫНУЖДЕННО КОНВЕКЦИИ В ТРУБАХ [c.317]

Теплоотдача путем вынужденной конвекции к жидкости, которая находится в турбулентном движении в трубе, — это, быть может, наиболее распространенный в промышленности случай теплообмена. Хотя вынужденная конвекция может сочетаться с ламинарным течением, а турбулентное течение — со свободной конвекцией, эти случаи имеют второстепенное значение. Коэффициенты теплоотдачи при турбулентном движении выше, чем нри ламинарном, и теплообменное оборудование обычно рассчитывается так, чтобы использовать преимущества, связанные с этим обстоятельством. [c.325]

Для определения а решаем критериальное уравнение, характеризующее теплоотдачу вынужденной конвекции внутри круглых труб [c.102]

Неплотно установленные ленточные вставки использовались при опускном течении в вертикальной трубе испарителей для обессоливания морской воды [38]. Эти вставки также эффективны для прямоточных испарителей криогенных жидкостей [39] или парогенераторов [40, 41], так как они выгодно воздействуют во всех режимах. Парогенераторы со спиральными трубами имеют преимущества ввиду их компактности и высокой теплопередающей характеристики. Интенсификация кипения сильно зависит от геометрических и режимных условий [42, 43]. Умеренные улучшения а (среднего по поверхности) получены для кипения при вынужденной конвекции, причем интенсификация усиливается с уменьшением диаметра спирали. В области недогрева q ниже, чем для сравнимой прямой трубы однако q или Х . обычно существенно выше, чем в случае прямой трубы при паросодержаниях на выходе больше 0,2. Теплоотдача в закризисной области также улучшается. [c.425]

Уравнения (1У-23) и (1У-24) учитывают лишь теплопроводность через пленку пара на границе стенки трубы и кипящего пропана или бутана. При определении коэффициента теплоотдачи от труб подогревателя к кипящему пропану или бутану излучением и вынужденной конвекцией можно пренебречь, так как температура стенки и скорость течения жидкости, омывающей трубы, невелики. [c.180]

Поскольку число Нуссельта зависит от Ке, Ка и Рг, очень трудно подобрать единое корреляционное соотношение для коэффициента теплоотдачи. В работе [22] определено влияние различных безразмерных параметров на теплообмен и падение давления. На рис. 10.8.1 представлены результаты расчета теплообмена в форме зависимости Ыи/Нио от Ка 31п при Рг = = 0,75 и Ке Ка = 4000. Величина Мио — это значение числа Нуссельта для предельного режима вынужденной конвекции. Число Нуссельта определяют формулой N11 = 2ка/к, число Рэлея = и число Рейнольдса Ке = Лa /4pv , где а — радиус трубы. Су — осевой градиент температуры, А — осевой градиент давления жидкости. [c.651]

Теплоотдача при вынужденной конвекции жидкости в трубах, поперечном обтекании труб и вдоль плоских поверхностей достаточно полно и систематически исследована. Результаты этих экспериментальных исследовании обычно интерполируются уравнением Нуссельта [c.62]

Пример естественного циркуляционного движения теплоносителя при более горячей стенке трубы показан на рис. 3.13. Показатель степени при критерии Ог невелик, что свидетельствует об относительно небольшом, но все же заметном влиянии естественной конвекции на интенсивность теплоотдачи при ламинарном режиме. При турбулентном режиме течения, когда скорость вынужденного движения теплоносителя вдоль трубы из и, соответственно, влияние критерия Ке на значение а больше, естест- [c.240]

При кипении растворов в вертикальных трубах интенсивность теплоотдачи от стенки к раствору неодинакова по высоте труб, что связано с изменением состава и гидродинамического режима движения парожидкостной смеси. Анализ показывает, что в общем случае можно рассматривать несколько зон по высоте кипятильных труб. В нижней части происходит подогрев раствора до температуры его кипения. В этой зоне (рис. 4.3) интенсивность теплоотдачи к раствору определяется скоростью циркуляционного движения еще не нагретого до температуры кипения раствора, а соотношения для расчета коэффициента теплоотдачи на участке подогрева раствора - это корреляционные формулы для вынужденной конвекции без изменения фазового состояния жидкости (3.59)-(3.бО). [c.319]

Коэффициент теплоотдачи при вынужденной конвекции жидкости в трубах и каналах [c.30]

Коэффициенты теплоотдачи при вынужденной конвекции в случае внешнего обтекания труб [c.33]

Прежде всего дается обобщение метода анализа размерностей, изложенного в разделе 10.6, и с помощью этого метода устанавливается форма корреляций для коэффициента теплоотдачи а в системах с вынужденной конвекцией. Для конкретности рассмотрим установившееся течение жидкости в круглой трубе, изображенной на рис. 13-1. Примем, что распределение скоростей в сечении / известно и что температура Го на поверхности нагретого участка трубы, расположенного между плоскостями 2 = О и 2 = /,, постоянна. Физические свойства жидкости р, ц, Ср и Я сначала также предполагаются постоянными. В дальнейшем, однако, будут учтены эффекты, обусловленные зависимостью вязкости [д, от температуры. [c.370]

Ламинарное движение (Не 2000). Вследствие неизотермичности потока и малой скорости вынужденного ламинарного движения на теплоотдачу оказывает влияние изменение физических свойств по сечению трубы и свободное движение. При этом различают два режима ламинарного течения 1) вязкостный, когда из-за преобладания сил вязкости над подъемными влияние свободной конвекции отсутствует, а изменение вязкости по сечению трубы влияет на профиль распределения скоростей 2) вязкостно-гравитационный, когда распределение скоростей по сечению зависит не только от изменения вязкости, но и от направления и интенсивности поперечных токов свободного движения, обусловленного разностью температур жидкости у стенки трубы и вдали от нее. [c.21]

При вынужденной конвекции для теплоотдачи при ламинарном движении теплоносителя в канале (трубе) применяется следующая формула Михеева [c.132]

Теплоотдача в закризисной зоне парогенерирующего канала. Закризисная зона характеризуется ухудшенным теплообменом, поскольку контакт внутренней поверхности трубы с жидкостью нарушен, т.е. здесь имеет место дисперсный режим течения капли жидкости распределены в паре. Теплота от нагретой стенки отводится в основном путем вынужденной конвекции перегретого пара. При высоких тепловых нагрузках труба может иметь недопустимо высокую температуру стенки. Однако, если, например, в топке парового котла закризисная зона окажется в области малых тепловых потоков, то работа парогенерирующей трубы будет безопасной. [c.355]

В качестве определяющего линейного размера I принимают наружный диаметр щара или горизонтальной трубы, высоту вертикальной трубы или пластины. При вынужденной конвекции коэффициент теплоотдачи определяют из следующих уравнений [c.133]

Уравнение (26. 1) может также служить основой расчета теплоотдачи при вынужденной конвекции. Если поток турбулентный, длина трубы мало влияет на коэффициент теплоотдачи ат оС, [c.349]

Третья часть состоит из семи глав. В первой из них излагается теория подобия. Одна из глав, вследствие большого значения зависимости между движением жидкости и вынужденной конвекцией, посвящена динамике жидкости. Третья глава, служащая введением в теорию конвекции, посвящена зависимости между коэффициентами теплопередачи и теплоотдачи, влиянию отложений накипи, средней разности температур в теплообменниках при противотоке, прямотоке и перекрестном токе и измерению температур поверхности. Теплоотдача вынужденной и свободной конвекцией составляет содержание четырех последних глав. Здесь рассмотрена теплоотдача при течении жидкостей внутри труб, течении жидкостей снаружи труб, при конденсации и кипении. Приводятся фотографии, иллюстрирующие механизм конвективных токов, и графики распределения скорости и температуры. Для составления расчетных зависимостей, рекомендуемых в различных случаях, опытные данные, полученные многими авторитетными исследователями, нанесены на графики экспериментальные пределы изменения различных факторов сведены в таблицы. Рассмотрены оптимальные условия работы теплообменников даны применительно к процессам передачи тепла методы определения экономической скорости жидкостей в теплообменниках и оптимальной разности температур. [c.13]

Рис 9-19. Влияние свободной конвекции жидкости на теплоотдачу при вынужденном движении в вертикальных круглых трубах. Кривые построены по уравнению (9-27) (п=0,84) для линейного изменения плотности с температурой [66а] [c.323]

Это уравнение вместе с уравнення н баланса энергии (2) и (3) составляет исходную систему уравнений для расчета изменения температур и Т - Подобный расчет демонстрируется ниже на конкретном примере. На рис. 4 изображено двухтрубное устройство для охлаждения воды с находящимся во внутренней трубе испаряющимся фреоном. В режиме кипения при вынужденной конвекции индивидуальный коэффициент теплоотдачи растет с ростом паросо-держання х. В качестве грубого приближения можно принять линейную связь между <х., и л. Уравнение баланса энергии имеет вид [c.78]

В последнее время большое внимание уделяют вопросам применения о.хлаждения коронным разрядом к практическим задачам. В [14] предложено охлаждение режущих инструментов с помощью точечных электродов в [15] используются параллелыгые проволочные электроды для улучшения отвода теплоты от стандартных горизонтальных оребренных труб. При достаточной электрической мощности коэффициенты теплоотдачи можно увеличит], на несколько сот процентов. Однако оказывается, что эквивалентный эффект можно получить при более низких затратах и без опасности попасть под напряжение 10 ООО— 100 ООО В просто путем организации вынужденной конвекции с помощью нагнетателя или вентилятора. [c.323]

Публикации по парообразованию при вынужденной конвекции смесей крайне ограничены. Одно из самых ранних исследований (I] проведено в 1940 г. с использованием четырехходового испарителя с горизонтальными трубами, нагреваемыми паром. Каждый ход имел три отдельные паровые рубашки для измерения локального теплового потока. Жидкостью была смесь бензол — масло. Установлено, что температура объема жидкости увеличивается по длине кипения насыщенной жидкости, когда она обогащается маслом. Таким образом, часть теплоты, передаваемой смеси, сохраняется в форме скрытой теплоты для поддержания жидкости в условиях насыщения и не идет на парообразование. Средние коэффициенты теплоотдачи рассчитаны для каждого хода, где происходило кипение, во всех трех рубашках. Для данного массового паросодерисания коэффициент теплоотдачи уменьшался с увеличением содержания масла в подаваемой жидкости. [c.419]

Уравнения (2. 35) и (2. 37) учитывают лшпь теплопроводность через пленку пара на границе между стенкой трубы и кипящим нронаном или бутаном. При определении коэффициента теплоотдачи от стенки труб к кипящему пропану или бутану можно пренебречь излучением и вынужденной конвекцией, так как температура стенки и скорость течения жидкости, омывающей трубы, нецел икм. [c.75]

Авторы работы [44] применили метод возмущений для расчета влияния естественной конвекции на полностью развитое ламинарное течение в горизонтальной трубе при граничном условии постоянной плотности теплового потока. Среднее число Нуссельта было существенно выше, чем в условиях только вынужденной конвекции. Отметим, что предположение о полностью развитом течении означает полностью развитое вынужденное течение на входе в нагреваемую секцию трубы. Подробный численный расчет полностью развитого ламинарного смешанноконвективного течения в горизонтальной трубе проведен в работе [119]. В случае постоянной плотности теплового потока на стенке получены решения для коэффициента теплоотдачи и падения давления в потоке воды при двух предельных граничных условиях. При высокой теплопроводности стенки трубы значения числа Нуссельта и коэффициента трения выше, чем при низкой теплопроводности стенки. Кроме того, в последнем случае отмечено существенное изменение температуры стенки по окружности трубы. Вслед за этими расчетами выполнено экспериментальное исследование [8], в котором проводились визуальные наблюдения и количественные измерения характеристик течения воды в нагреваемой стеклянной трубе. Было установлено, что естественная конвекция вызывает возникновение вторичного течения на сравнительно коротком участке трубы. [c.645]

Поскольку коэффициент теплоотдачи зависит от множества факторов очень полезно для ориентировки знать его значения для некоторых типичных условий. В качестве отправной точки на рис. 5.8 показано влияние давления, теплового потока и скорости на входе на коэффициент теплоотдачи для течения воды в одноходовом пучке труб круглого сечения. Очевидно, что кривые на рис. 5.8 непосредственно неприменимы для других жидкостей или других условий. Важно найти соотношение данных, применимое для определения коэффициентов теплоотдачи в условиях пузырчатого кипения при вынужденной конвекции. Для получения исходных уравнений при выводе соотношения данных для различных жидкостей и различных рабочих условий было проведено аналитическое исследование факторов, оказывающих влияние на скорость, с которой паровые пузыри удаляются от поверхности нагрева в условиях пузырчатого кипения при вынужденной конвекции. Было получено несколько исходных уравнений. Из них авторы предпочитают уравнение Леви [c.95]

Опытные данные о кипении аммиака внутри горизонтальных труб нам неизвестны. До получения таковых можно для приближенного определения коэффициента теплоотдачи в аммиачных воздухоохладителях использовать методику, йредложенную С. С. Кутателадзе, для учета совместного влияния кипения и вынужденной конвекции. Согласно этой методике, коэффициент теплоотдачи для кипения в трубах можно определить по интерполяционному уравнению [c.43]

Субботин В. И., Зенкевич Б. А., Судницын О. А., Кротов В. И., Песков О. Л., Критические тепловые нагрузки при вынужденной конвекции недогретой до кипения воды в трубках при давлении (140— 220 ата, сб. Исследование теплоотдачи к пару и воде, кипящей в трубах при высоком давлении , под ред. Н. А. Доллежаля, Атомиздат, 1958. [c.160]

При вынужденной конвекции существенную роль играет характер движения потока жидкости или газа. При малых скоростях частицы жидкости или газа движутся по параллельным траекториям, направление которых совпадает с основным направлением потока. Такой режим потока называется ламинарным и пр.и нем скорость в любом сечении трубы, являясь макси.чальной по оси ее, по мере приближения к стенкам плавно снижается, приближаясь к нулю у самой стенки. Теплооб.мен между потоком и стенкой при ламинарном режиме осуществляется в основном за счет теплопроводности и естественной конвекции среды. При обычно малой теплопроводности жидкостей и газов соответствующие значения коэффициентов теплоотдачи невелики. [c.105]

При кипении жидкости в вертикальных трубах интенсивность теплоотдачи неодинакова по высоте трубы, что связано с изменением гидродинамического режима движения парожидкостной смеси. Анализ показывает, что в общем случае можно рассматривать несколько зон. В нижней части трубы происходит подогрев раствора до температуры кипения. В этой зоне интенсивность теплоотдачи определяется только движением недогретого раствора (соотношения для вынужденной конвекции). За экономайзерным участком следует зона ограниченного кипения в пристенном слое, где начинает сказываться влияние процесса парообразования, интенсифицирующего общую теплоотдачу. Далее следует зона развитого кипения по всему объему движущегося раствора. Выше может находиться участок еще более интенсивной теплоотдачи при кипении в тонком слое раствора, сохраняющемся на внутренней стенке трубы, тогда как по центру трубы поднимается парожидкостная эмульсия. Пристенная пленка утоньшается в направлении снизу вверх и может исчезнуть в верхнем участке кипятильных труб, что существенно уменьшает интенсивность теплоотдачи в этой зоне. [c.262]

Оребрение. Данные о влиянии оребре-пия разноречив)) . Для расчета коэффициента теплоотдачи при кипепии фреонов в трубах с накатн >1ми ребрами можно пол .-зоваться формулами для гладких труб. Вынужденное движение жидкости. П ри вынужденном движении кипящей жидкости может повыситься теплоотдача [21, 24], Степень влияния вынужденной конвекции зависит от соотношения между скоростью движения среды относительно поверхности и скоростью движения пара, отде.дяющегося от нее, В определенных условиях процесс парообразования оказывает наиболее существенное влияние на интенсивность то -лоотдачи. Влияние скорости движения жидкости и теплового потока на теплоотдачу [c.119]

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]

Теплоперенос (теплоотдача) при вынужденной конвекции (качественное рассмотрение). Еще раз напомним, что для расчета тепиообменного устройства и температурного поля Т х, у, z, t) в каком-то объекте необходимо знать коэффициент теплоотдачи а при известных средних значениях температуры среды Тс и теплообменной поверхности Тст- Напомним также качественную гидроаэродинамическую обстановку около теплообменной поверхности, вдоль которой движется сплошной поток теплоносителя. Сплошной потенциальный поток жидкости (газа) набегает на пластину или входит в трубу при 1 = 0. Из условия прилипания молекул потока к стенке при у = О скорость потока нулевая и постепенно увеличивается при у > 0. Меньшие скорости движения потока около пластины обусловлены превосходством сил вязкости ( V Ж) над инерционными силами p[WV)W). Здесь реализуется ламинарный режим течения, т. е. при малом критерии Re = Wdjv. Переноса количества движения, массы, тепла ортогонально пластине (по оси у) практически нет, а если и есть, то очень слабым молекулярным механизмом. [c.280]

Вода в вертикальных трубах. При нагреве или охлаждении воды, текущей вверх или вниз по вертикальным трубам, и значениях чисел Рейнольдса от 2100 до 10000, пригодны уравнения (9-10 а), (9-10 Ь), (9-10 с) для вынужденной конвекции, однако благодаря дополнительной теплоотдаче путем свободной конвекции эти уравнения могут давать заниженные результаты [15]. Коэффициент теплоотдачи можно оценить при помощи уравнения для турбулентной режима свободной канвек-цин, когда произведения чисел Грасгофа и Прандтля превы-щают 8-10 [c.313]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология