Жидкости естественная конвекция

При вынужденном движении теплоносителя коэффициент теплоотдачи от поверхности теплообмена к жидкости, которая течет с заданной скоростью, определяется критериями Рейнольдса и Прандтля. Критерий Грасгофа может быть введен только в случаях, когда на теплообмен заметное влияние оказывает естественная конвекция. [c.42]

При свободном] движении жидкости (естественной конвекции) из уравнения (2—43) выпадает критерий [c.307]

Перенос теплоты за счет молекулярной теплопроводности происходит и в подвижных средах. Однако наличие градиента температуры, без которого не может быть переноса теплоты, вызывает появление градиента плотности вследствие термического расширения. Возникающий за счет этого градиент давления является причиной массового движения жидкости — естественной конвекции, подробно рассматриваемой ниже. В связи с этим в подвижных средах молекулярный механизм переноса теплоты имеет определяющее значение лишь в тонких слоях жидкости, в которых нет существенного массового движения. [c.279]

Свободное движение жидкости (естественная конвекция) возникает вследствие разности ллотностей нагретых и холодных частиц жидкости и определяется физическими свойствами жидкости, ее объемом и разностями температур нагретых и холодных частиц. [c.121]

В критерий Галилея пе входит скорость потока, а критерий Архимеда отражает разность плотностей жидкости в двух различных точках потока, т. е. при естественной конвекции. Обычно одновременное равенство различных критериев подобия в изучаемых потоках невозможно, и поэтому прн моделировании учитывают лишь те критерии, которые отражают влияние основных сил, действующих в потоке. Так, при перекачивании жидкости насосом по трубопроводу влияние силы тяжести можно не учитывать и исключить поэтому из рассмотрения критерий Фруда. Обычно общий вид зависимости при вынужденном движении жидкости по трубопроводу имеет вид [c.49]

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]

Фертман В. E- Магнитные жидкости — естественная конвекция и теплообмен.— Минск Наука и техника, 1978.— 206 с. [c.339]

При свободном движении жидкости (естественной конвекции) определяющим критерием вместо Ке служит критерий подъемной силы (критерий Грасгофа) [c.29]

Трубная обвязка. Слои газа или жидкости при нагревании перемещаются снизу вверх, а прп охлаждении — сверху вниз, т. е. их плотность при нагревании уменьшается, а при охлаждении увеличивается. Это явление называется естественной конвекцией. [c.86]

В настоящее время имеется значительное число теоретических и экспериментальных исследований тепло- и массопереноса при естественной конвекции в горизонтальных зернистых слоях. Однако больщинство из них выполнено для слоя, заполненного жидкостью, применительно к задачам подземной гидродинамики и нефтедобывающей промышленности. Обзор этих исследований содержится в работах [19, 20]. [c.109]

Анализ зависимостей на рис. IV. 3 показывает, что при увеличении критерия Релея от 40 до - 100 интенсивность конвективного теплопереноса в слое растет линейно в соответствии в выведенной выше зависимостью (IV. 11). В дальнейшем влияние На на конвективный теплоперенос ослабевает. Это можно объяснить тем, что при интенсивности конвективного теплопереноса, соизмеримой с передачей теплоты теплопроводностью (ф 2), конвекция оказывает существенное влияние на формирование профиля температуры в слое, линейность которого при этом нарушается. С увеличением Ра также большую роль должно играть дополнительное термическое сопротивление конвективному теплопереносу у стенок, ограничивающих слой. При На 300 происходит перелом в ходе некоторых зависимостей на рпс. IV. 3, связанный с изменением характера циркуляции жидкости. Аналогичный характер зависимостей при естественной конвекции в горизонтальных прослойках зафиксирован в работах [24, 25]. [c.110]

Естественная конвекция характерна тем, что она вызывается и поддерживается не искусственным путем, а возникает сама, под воздействием разности температур и обусловленной этим разности плотности в жидкостях и газах. Если поместить, например, в воздушное пространство с постоянной температурой нагревательный элемент, то наступает теплообмен между элементом и окружающим воздухом. Частицы воздуха, находящиеся вблизи элемента, нагреваются, и дельный вес их уменьшается, вследствие чего они поднимаются. На их место приходят новые, более холодные частицы, которые нагреваются и, в свою очередь, поднимаются. Таким образом, подъемная сила создается за счет вытеснения нагретого воздуха более тяжелым холодным воздухом. [c.34]

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]

Увеличение пузырьков пара перед отрывом, а также подъем их в жидкости приводит в движение определенные столбики жидкости, которые вызывают циркуляцию и перемешивание жидкости во всем объеме и вдоль поверхности нагрева. Этим определяется в основном степень интенсивности передачи тепла от поверхности нагрева к жидкости. Поэтому при кипении в большом объеме жидкости, т, е. при естественной конвекции, коэффициент теплоотдачи а тем больше, чем больше частота образования пузырьков и чем больше количество центров парообразования на поверхности нагрева. Ввиду того, что частота отрыва пузырьков и количество центров парообразования зависят от разности температур поверхности теплообмена и жидкости, коэффициент теплоотдачи при кипении жидкости является функцией этой разности температур или теплового напряжения поверхности нагрева, [c.108]

Теплоотдача жидкостей, которые не перемешиваются, происходит благодаря естественной конвекции. Коэффициент теплоотдачи в этом случае вычисляется по формулам, применяемым при расчете естественной конвекции. Коэффициент теплоотдачи конденсирующегося пара (при паровом обогреве) подсчитывается по формулам теплоотдачи при конденсации пара, а при применении жидкого теплоносителя — по формулам теплоотдачи при движении жидкости в каналах. [c.188]

Уравнения (19) и (20) обеспечивают гладкую интерполяцию между соотношениями (17) и (18). Коэффициент 0,492= — (0,502745/0,600408) представляет собой среднее значение числа Прандтля для этой системы, которое объясняет удовлетворительную корреляцию данных для большого числа жидкостей и даже воздуха с помощью уравнения (7) или эквивалентного соотношения с несколько иными коэффициентами. Как показано ниже, уравнение (20) оказывается универсальной функцией для зависимости от числа Прандтля для всех случаев естественной конвекции в пограничных слоях. [c.275]

Трубная обвязка. Проходя через теплообменный аппарат, потоки газа или жидкости при нагревании перемещаются снизу вверх, а при охлаждении — сверху вниз. При таком перемещении происходит естественная конвекция в аппарате. [c.145]

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]

При объемном кипении смачивающих стенку чистых жидкостей в обычных условиях естественной конвекции 9кр можно определить по следующей формуле [УИ-г] [c.575]

При пузырьковом режиме кипения в большом объеме (в условиях естественной конвекции) для всех жидкостей, смачивающих поверхность нагрева, и [c.575]

При естественной конвекции, конденсации и испарении индивидуальные коэффициенты теплоотдачи зависят от разности температур жидкости и стенки ДГ . Наиболее употребительный способ усреднения в таких случаях заключается в вычислении среднеарифметического [c.77]

Необходимо отметить, что определенная таким образом характерная температура не зависит от свойств жидкости, а является функцией одного только числа Прандтля. Дальнейшее обсуждение этого вопроса, в частности, применительно к случаям движения с большими ско )остями и естественной конвекции можно найти в (93—96 . [c.115]

Когда происходит теплообмен между однофазными потокаш (неиснаряющиеся жидкости или неконденсирующиеся газы), отступление от этого принцппа, ради удобства трубной обвязки теплообменника, почти не сказывается на эффективности теплопередачи, так как среды физически однородны и влияние конвекции на тенло-съем незначительно. Если же теплообмен связан с исиарением или конденсацией, как это имеет место на установках гидроочпстки, принцип направленной конвекции должен соблюдаться обязательно. В противном случае силы естественной конвекции будут направлены против движения потока (рис. 19). Из-за резкого различия физи- [c.86]

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]

Этот же метод расчета можно использовать для плавления (индекс 1 для твердой фазы, индекс 2 — для жидкости), если в слое жидкости нет естественной конвекции. [c.228]

Область свободной конвекции АВ, где температурные градиенты создаются в объеме и теплота передается естественной конвекцией к свободной поверхности жидкости и отсюда испарением в паровое пространство. [c.369]

Теплопередача конвекцией предполагает наличие (перемещающегося вещества, следовательно, она возможна только между телом и текучим веществом. Под текучим веществом следует понимать жидкость, газы и пары. При нагреве твердого и текучего вещества происходит обмен тепла между более нагретыми, т. е. бы-стродвижущимися молекулами, и более холодными. Как в твердом теле, так и в текучем веществе передача тепла производится теплопроводностью. Однако это явление в текучем веществе протекает значительно более интенсивно благодаря тому, что частицы вещества в данном случае являются свободно движущимися. Слои текучего вещества, которые прилегают непосредственно к нагретому твердому телу, нагреваются, благодаря чему они становятся более легкими. Нагретые частицы начинают двигаться, подымаются и не только освобождают место у поверхности твердого тела новым, более холодным частицам, но и переносят с собой тепло в более холодные слои текучего вещества и там его передают дальще. При этом безразлично, происходит ли движение текучего вещества у поверхности нагрева в результате разности температур и, следовательно, удельных весов жидкости (естественная конвекция) или в результате искусственно вызванного и поддерживаемого фактора (искусственная или вынужденная конвекция). Вполне очевидно, что указанные рассуждения применимы как для процесса нагрева, так и для процесса охлаждения. Оба случая имеют одинаковое техническое значение в обоих случаях закономерности конвективного теплообмена оказывают решающее влияние на механизм теплопередачи. Не зная их, нельзя рассчитать количество передаваемого тепла. [c.28]

В работах Фарбера и Скораха [Л. 32], а также Мак-Адамса и др. [Л. 74] приведены данные экспериментальных исследований процесса кипения жидкости в большом объеме. Указанные данные получены при исследовании теплоотдачи электрически нагретой горизонтальной проволоки, погруженной в сосуд с водой при температуре насыщения. Характерная кривая, описывающая различные режимы кипения, приведена на рис. 2 на рис. 3 даны эскизы для иллюстрации картины кипения жидкости в той или иной области. Впервые характерная кривая была представлена в работе Нукиямы Л. 81]. Когда температура ше температуры насыщения, жидкость около поверхности нагрева перегревается, частицы перегретой жидкости отводятся вследствие наличия в объеме жидкости естественной конвекции, испарение при этом происходит со свободной поверхности (область /), При дальнейшем увеличении температуры стенки в отдельных точках поверхности начинается образование и рос г паровых пузырей, эти пузыри конденсируются в объеме жидкости, не достигая ее поверхности (область II). Для области 111 характерно образование более значительного числа пузырей, при этом сами пузыри,становятся больших размеров и уже достигают парового пространства. За точкой максимума кривой лежит область неустойчивого пленочного кипения, когда вокруг проволоки образуется неустойчивая паровая пленка, а на наружной поверхности пленки, вверху, возникают большие паровые пузыри. Сама паровая пленка неустойчива и под действием конвективных токов разрушается и снова быстро восстанавливается. Наличие паровой пленки создает дополнительное термическое сопротивление, при этом коэффициент теплоотдачи снижается. При значении АТ =220550° С паровая [c.213]

Конвективная диффузия представляет собой перенос частиц растворенного вещества вместе с потоком движущейся жидкости. Движение жидкости -возникает при этом или самопроизвольно в результате неодинаковой плотности расгвора в отдельных его частях, т. е. в результате существования градиента плотности (Зр/с1л (естественная конвекция), или искусственн З при перемешивании и циркуляции (принудительная конвекция). [c.302]

В тех случаях, когда панравленпе естественной конвекции совпадает с вынужденным движением тепловых агентов в аппарате, полностью соблюдается закон Паскаля давление, производимое иа жидкость илп газ, распространяется по всем направлениям равномерно и одинаково. Вследствие этого будет выполняться одно из основных условий эффективной тенлонередачи — равномерное обтекание потоком теплообменных поверхностей. Поэтому следует обвязывать теплообменные аппараты трубопроводами так, чтобы нагреваемый агент двигался снизу вверх, а охлаждаемый — сверху вниз. [c.86]

При наличии градиента температуры в зернистом слое, заполненном жидкостью или газом достаточно большой плотности, может возникнуть естественная конвекция, приводящая к заметному увеличению эффективного коэффициента теплопройод-ности. [c.107]

Теплообмен при естественной конвекции происходит значигельно чаще и играет более важную роль, чем это. можно было бы предположить. Сюда относится не только вся область отопительной техники, но и все так называемые потери в окружающую среду трубопроводов, теплообменных сосудов, содержащих горячие жидкости, обмуровки котлов, машин и т. д. Во всех указанных случаях, конечно, может более или менее сказаться влияние излучения, которое должно быть отдельно учтено в расчетах. Теплообменом при естественной конвекции следует также считать нагрев жидкости в сосудах до наступления кипения, если жидкость при этом не перемешивают. Примером в данно.м случае. могут служить варочные котлы на пизоваренных заводах и т. д. [c.34]

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]

Естественная конвекция возникает за счет действия массовых сил на элементы жидкости или газа. Эти силы могут им еть различную физическую природу сила тяжести, центробежная сила, электромагнитные силы. [c.113]

Влияние естественной конвекции на течение в горизонтальных трубах. Выше рассматривались только изотермические течеиия в трубе. Ес, и же в результате вязкой диссипации илн теплообмена между стенками трубы и жидкостью формируется радиальный профиль температуры, то при малых числах Рейнольдса или больших перепадах температуры важную роль может играть естественная конвекция, развивающаяся на фоне основ1гого тече- [c.124]

Э(1)фекты естественной конвекции становятся особенно важными для большого теплового потока, приводящего к большому перепаду температур в жидкости. При этом, как правило, приходится учитывать переменность тепло-фнзическнх свойств (см. [12] и следующий раздел). [c.125]