Естественная конвекция вертикальных

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]

Рис. 14. Режимы естественной конвекции воздуха в высоких прямоугольных каналах, обогреваемых и охлаждаемых на вертикальных стенках [31]

Для расчета конвективных потерь тепла можно считать человека вертикальным цилиндром диаметром 35 см и высотой 170 см. При нормальной температуре поверхности, равной 31 °С, найти потери энергии из-за естественной конвекции в воздухе, температура которого 10 °С. Сравнить результат расчета с теплоотдачей плоской вертикальной поверхности равной площади и с остатком производства метаболической теплоты среднего человека. [c.205]

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]

В качестве такого рассмотрим процесс естественной конвекции у вертикальной плоской пластины, погруженной в неограниченный объем жидкости или газа [72], — рис. 3.2. Условия решения задачи сформулируем в виде следующих допущений [c.113]

Рис. 3.2. Естественная конвекция у вертикальной пластины.

Возрастание сопротивления при течении в нагреваемых трубах обусловлено возникновением вторичного течеиия, при котором прилегающие к стенкам трубы нагретые слои жидкости поднимаются вверх, а вблизи вертикальной плоскости симметрии формируется нисходящий поток. Поэтому линии тока имеют форму спиралей в каждой из двух примыкающих друг к другу ячеек. Такое вторичное течение весьма напоминает течение в искривленных трубах (см. п. D). В действительности между эффектами кривизны и естественной конвекции существует более общая аналогия (см. 1127 в 2.2.1). [c.125]

Нагреватели и охладители погружного типа. Нагреватели и охладители погружного типа очень удобны для регулирования температуры в ваннах и бассейнах. Теплообменные поверхности панельного типа часто используются в виде пакетов близко расположенных друг к другу параллельных панелей. Трубы с продольными ребрами, соединенные в пакеты, как показано на рис. 1.26, и устанавливаемые вертикально, представляют другой тип поверхности теплообмена, очень хорошо подходящей для этой цели. Благодаря возникающей естественной конвекции в ванне создается циркуляция, достаточная для поддержания в ней температуры в заданных пределах. [c.21]

Естественная конвекция происходит вследствие движений жидкости (газа), вызванных изменениями ее плотности. Следовательно, например, при контакте воздуха со стенками аппарата (рис. 1У-23) он нагревается и под действием естественной тяги поднимается вверх, уступая место новым порциям холодного воздуха. Очевидно, механизм естественной конвекции будет различным для вертикальных стенок и горизонтальных, повернутых вверх или вниз. [c.323]

При конвекции около вертикальной горячей стенки наблюдается перепад температур в соприкасающейся с этой стенкой жидкости (рис. 1У-23) и характерное изменение скорости движения жидкости, достигающей максимума на некотором расстоянии от стенки. Естественная конвекция чаще всего нежелательна, если речь идет о потерях тепла, но может быть и полезной, например, при обогревании помещения радиаторами. Чтобы нагретый воздух [c.323]

Жидкие среды с низкой теплопроводностью имеют последнюю на 1—2 порядка, ниже, чем металлы, но их плотность на 3—4 порядка выше, чем плотность газообразных теплоносителей. Для солей и шлаков параметр Л1 столь низок, что высокое значение коэффициента теплоотдачи конвекцией можно обеспечить только за счет увеличения удельной мощности потока теплоносителя, т. е. его скорости при вынужденной конвекции или температурного напора при естественной. При естественной конвекции, кроме достаточного температурного напора, необходимо иметь высокое значение характерного геометрического параметра Хо, поскольку при низких значениях Хо уменьшается пг и высокая плотность теплоносителя и температурный напор оказывают меньшее влияние на теплообмен конвекцией. Практически это означает, что поверхность нагрева необходимо располагать вертикально. [c.88]

При работе гальванических ванн приходится часто сталкиваться с явлениями естественной конвекции. Естественная конвекция вызывается изменением плотности раствора при протекании электродного процесса. Изменение плотности связано с расходом реагирующего вещества, а также с неравномерным распределением температуры. Естественная конвекция возникает в условиях, если градиент плотности раствора направлен перпендикулярно к полю тяжести или так, что плотность возрастает вверх. Наиболее просто описывается естественная конвекция к гладкой пластинке, расположенной вертикально в поле тяжести. Значительно сложнее теоретически обработать естественную конвекцию при горизонтальном расположении электрода, когда вблизи поверхности могут возникать турбулентные вихревые потоки. Эффективная толщина диффузионного слоя при естественной конвекции к вертикальной пластинке выражается уравнением [c.167]

Естественная конвекция возникает в условиях, если градиент плотности раствора направлен перпендикулярно к полю тяжести или так, что плотность возрастает снизу вверх. Наиболее просто описывается естественная конвекция к гладкой пластинке, расположенной вертикально в поле тяжести. Значительно сложнее теоретически обработать [c.177]

Эффективная толщина диффузионного слоя при естественной конвекции к вертикальной пластинке выражается уравнением [c.178]

Диффузия при естественной конвекции. В процессе диффузии естественная конвекция может возникнуть под действием силы тяжести, если возникновение градиента концентрации приводит к градиенту плотности. Пусть в раствор с концентрацией вещества вертикально опущена пластина, на поверхности которой идет реакция. В результате этого вблизи поверхности С<С , р отличается от р (Сц) в объеме и под действием силы тяжести возникает поток жидкости. Пусть ось X направлена вдоль пластины, у — [c.257]

Было показано, что для естественной конвекции от вертикальной поверхности в покоящейся окружающей среде условие d = Nx приводит к автомодельному решению. Рассмотреть распределение температуры [c.169]

Рассмотреть ламинарную вертикальную естественную конвекцию при степенном законе изменения температуры d x) = to x)—— Nx в жидкости с температурой i , когда в единице объема выделяется энергия q " = A(t — где Л и P постоянные. [c.170]

Рассмотреть высокую плоскую вертикальную поверхность, помещенную в окружающую жидкость. Поверхность должна равномерно рассеивать тепло в условиях естественной конвекции. Окружающая жидкость стратифицирована. [c.171]

Эйгенсон Л. С. Законы теплоотдачи от вертикальных цилиндров к двухатомным газам в условиях естественной конвекции. Доклады АН СССР, 1940 т. 26, № 5, с. 440. [c.206]

Рис. 7.3.1. Решение для режима одномерной теплопроводности и экспериментальные данные для переходного процесса при естественной конвекции около вертикального цилиндра в силиконовом масле. (С разрешения авторов работы [11]. 1967, ASME.)

Течение около вертикального цилиндра. В работе [19] были получены численные решения для совместного тепло- и массообмена при естественной конвекции около вертикального цилиндра в условиях либо постоянной температуры стенки и постоянной концентрации на поверхности, либо постоянных зна- [c.368]

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]

В работе [44] представлены результаты анализа интегральным методом естественной конвекции около вертикальной полубесконечной пластины при ступенчатом изменении температуры стенки или плотности теплового потока на поверхности. Для [c.440]

Таблица 7.2.5. Сводка экспериментальных исследований переходного процесса при естественной конвекции около вертикальной поверхности

В работе [11] представлены результаты экспериментального исследования нестационарной естественной конвекции около тонкого вертикального цилиндра. Величина D/L изменялась в диапазоне 1,15-10 — 4,56-10 . Эксперименты проводились в воздухе и силиконовом масле. Результаты измерения нестационарного изменения температуры при малых временах удовлетворительно согласуются с рассмотренным ранее решением для режима теплопроводности (рис. 7.3.1). Однако затем при приближении к стационарному состоянию экспериментальные данные отклоняются вниз от расчетной зависимости. [c.464]

Некоторые практически важные случаи конвективной диффузии. Для толщины диффузионного слоя в условиях естественной конвекции (наличие градиента концентрации, а следовательно, и градиента плотности раствора) при вертикально расположенном ттластинчатом электроде — случай, весьма часто встречающийся в электрохимической практике (стационарные ванны, аккумуляторы), было выведено уравнение [c.312]

Можно также классифицировать воздухоохладители по ориентации пучков оребренных труб. Хотя большинство пучков располагается горизонтально или почти горизонтально, имеются крупные установки, в которых пучки установлены в вертикальной плоскости. Кроме того, существуют установки, в которых пучки наклонены под углом 30—45 к вертикали. Их обычно называют воздухоохладителями с А-образной или У-образной рамой в зависимости от ориентации пучка. Классификация может производиться также по способу нагнетания воздуха через трубный пучок. Хотя в большинстве случаев используют осевые вентиляторы, применют также центробежные воздуходувки и градирни с естественной конвекцией. Применение высоких и больших градирен оправдано только тогда, когда необходимо отвести большое количество теплоты, поэтому их можно видеть только иа электростанциях, где они используются как для водяного охлаждения, так и при конденсации пара или охлаждении воды в оребренных трубах. [c.293]

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]

При неодинаковой температуре в сечении возникает естественная конвекция и создается подъемная сила. Это влияет на п[)офиль скорости, причем характер изменения профиля скорости зависит от того как расположена труба, вертикально или горизонтально, и совпадают ли направления свободного и вынужденного движений или они противоположны. Для вертикальной трубы в случае совпадения направлений свободного и вынужденного течений (при охлаждении капельной жидкости и подаче ее сверху или нагреве жидкости и подаче ее снизу) у стенки трубы скорость возрастает, а в центре уменьшается (рис. 1.7, а). В случае противоположно направленных свободного и вынужденного течений (при охлаждении капельной жидкости и подаче ее снизу или нагревании жидкости и подаче ее сверху) скорость у стенки трубы становится меньше, а в центре больше (рис. 1.7, 6). [c.21]

Назовем несколько общих обзоров по свободной конвекции. В 1954 г. в [1] проведен наиболее общий об.зор. В 1901 г. в [2] рассмотрены результаты исследования свободной и естественной конвекций, особое внимание уделено последним достижениям. В 1965 г. в [3 проведен обзор работ по стационарной свободгюй и естественной конвекции. В 1966 г. в [4 рассмотрены достижения в области численных методов исследования свободной и естественной конвекций. В 1967 г. в [5] проведен подробный обзор результатов по свободной конвекции на вертикальных пластинах. В 16] материал о свободной конвекции включен в обзор, посвященный задачам, описывающим конвекцию около цилиндров. [c.274]

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]

Зигель и Норрис [37] исследовали теплообмен посредством естественной конвекции в частично замкнутых пространствах между вертикальными параллельными пластинами, а Глоб и Дропкин [38] — в жидкостях, заключенных между двумя горизонтальными пластинами, подогреваемых снизу. Обзор проблем, связанных с естественной конвекцией в горизонтальных слоях теплоносителя, подогреваемого снизу, приводится Острахом [39]. На основании этих и аналогичных теоретических и экспериментальных работ становится ясно, что число Грасгофа является важным параметром, связывающим тепловой поток с размерами системы и свойствами теплоносителя. Этот параметр определяется следующим образом [c.65]

Гидалевич В. Б. Теплообмен в вертикальной плоской щели в условиях естественной конвекции. — Вопросы радиоэлектроники, серия ТРТО, 1968, вып. 1. с. 75—80. [c.306]

Рис. 3.12.5. Влияние вдува и отсоса на профили скорости (а) и температуры (б) в случае естественной конвекции около вертикальной поверхности. (С разрешения авторов работы [22]. 1960, ASME.)

Для естественной конвекции около вертикальной плоской пмерхности, температура которой изменяется по закону to — 100 - 10 V °с, определить коэффициент теплоотдачи и массовый расход в пограничном слое на расстоянии х = 1 м. Чему равна местная плотность теплового потока Найти выражение зависимости массового расхода от х. Положить /(оо) = 0,2 [-0 (О)] = 1,0 р = 1/Г Г = 300 К, [c.169]

Аналогичную геометрическую конфигурацию рассмотрел Ван-Дайк [42]. Рейтби и Холланде [34] выполнили анализ естественной конвекции от вытянутого сфероида (разд. 5.4.4/. Если отношение малой оси к большой стремится к нулю, получается тонкая вертикальная игла, суживающаяся от середины к обоим [c.189]

Нестационарная естественная конвекция вдоль изотермической вертикальной пластины при совместном действии концентрационного и термического механизмов конвекции исследовалась в работе [15] и будет подробнее рассмотрена в гл. 7. Кроме того, изучались характеристики устойчивости плоских течений в условиях совместной термоконцентрационной конвекции [14] результаты подобных исследований будут обсуждаться в разд. 11.9. Обзор результатов указанных выше и дру- [c.360]

Приведенные расчетные результаты удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными работы [23], в которой проводилось исследование естественной конвекции около плоской вертикальной платиновой фольги толщиной 0,0127 мм, которая внезапно нагревалась путем пропускания по ней электрического тока. Цель заключалась в создании приблизительно ступенчатого изменения плотности теплового потока на поверхности. Температура стенки измерялась с помощью прикрепленных к поверхности медьконстантановых термопар с термоэлектродами диаметром 0,0508 мм. В качестве важного результата следует отметить наличие минимума коэффициента теплоотдачи в ходе нестационарного процесса. [c.442]

Рис. 7.2.1. Сравнение результатов расчета изменения температуры в течение переходного процесса при естественной конвекции около вертикальной поверхности с экспериментальными данными. (С разрешения авторов работы [10]. 1963, ASME.)

Тонкая фольга из нержавеющей стали соединена с листом изолирующего пенопласта стирофома толщиной 1 см. Эта двухслойная пластина расположена вертикально в воздухе с температурой 20 °С. К фольге подводится электрический ток, создающий плотность теплового потока 100 Вт/м. Толщина фольги 0,003 мм, высота 40 см. Найти время переходного процесса при естественной конвекции. Теплоемкостью изоляции пренебречь. [c.469]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология