Пограничный слой распределение температуры

Если на поверхности фронта кристаллизации температура всюду одинакова и равна а на внешней границе теплового пограничного слоя распределение температур отвечает заданному, которое определяется равенством (III.I1), то граничные условия формулируются следующим образом [c.64]

При этом принимается, что температура на поверхности испарения равна температуре мокрого термометра. Вследствие малой толщины пограничного слоя распределение температуры в нем происходит по линейному закону. [c.115]

Одним из основных факторов, определяющих морфологию дна океана в окрестности трансформных разломов, является разность возрастов блоков океанической литосферы, контактирующих по разлому. Согласно современным моделям, океаническая литосфера рассматривается как остывающий пограничный слой, распределение температур, в котором зависит от глубины 2 и возраста рассматриваемого блока / по закону [c.100]

Из фиг. 4-5 видно, что вблизи поверхности тела распределение температуры и парциального давления пара следует линейному закону и затем прямая плавно переходит в кривую. На некотором расстоянии эта кривая переходит в прямую, параллельную оси ординат, что соответствует величине температуры и парциального давления пара окружающей среды. Точка пересечения вертикальной прямой и наклонной прямой отмечает толщину условного пограничного слоя. Введение такой толщины 8 условного пограничного слоя позволяет кривую распределения температуры и давления пара заменить прямой. Фиг. 4-5 показывает, что толщина условного пограничного слоя поля температур 8 = 3,7 мм, а поля давлений пара 8 = 3,0 мм. [c.137]

Теплота трения существенно сказывается на распределении температуры в пограничном слое. Изменяя температуру пластины, омываемой потоком газа с высокой скоростью, можно получить кривые, показанные на рис. 5.17. Оказывается, что, если температура пластины Т . > тепловой [c.172]

Распределение температур в слое определяется коэффициентом теплопроводности зернистого слоя, а теплоперенос от слоя к наружной среде — коэффициентом теплопередачи /(. В отличие от процесса переноса теплоты в -незаполненных трубах при турбулентном режиме течения, здесь сопротивление теплопереносу из ядра потока к стенке трубы нельзя принимать сосредоточенным лишь в пограничном слое. [c.127]

Этот вывод сделан им на основании анализа распределения температур в пограничном слое струи. Поля температур, снятые на начальном и основном участках, оказались такими же, как и у обычных однофазных струй. На начальном участке струи в пограничном слое за границей парового ядра температура начинает падать и в связи с этим пар существовать не может. Предположив, что конденсация пара происходит в достаточно тонком слое у границы раздела паровой и жидкой фаз, Б. Ф. Гликман столкнулся с трудностью при объяснении распределения скоростного напора в пограничном слое струи, поскольку максимальный скоростной напор при температуре окружающей среды, равной 20 С, находился за поверхностью ядра струи в пограничном слое примерно на 1/3 его толщины. [c.80]

Воспользовавшись зависимостью (43) и разделив полученные значения скоростного напора на квадрат скорости, получим распределение плотности в пограничном слое. Результаты расчета (рис. 52, б) хорошо согласуются с данными Б. Ф. Гликмана, который получил среднюю плотность в пограничном слое, равную рср = = 80 кг/м , при температуре окружающей среды 20° С (у автора Рср = 71,6 кг/м ). [c.83]

Влияние массообмена на теплообмен определяется в основном тем, что, как это показал Берман [21], поперечный поток вещества вызывает изменение Толщины гидродинамического и теплового пограничных слоев б, распределения в них продольных скоростей парогазового потока и температур по сравнению со случаем теплообмена, не осложненного массообменом (рис. [c.151]

Учитывая, что в гидродинамическом, тепловом и диффузионном пограничных слоях в действительности отсутствует полное подобие в распределении скоростей, температур и концентраций, Кольборн внес в формулы (5.8) и (5.9), выражающие аналогию Рейнольдса, поправку в виде функции критерия Прандтля (Рг" ) [c.154]

Как уже упоминалось, полное подобие распределения скоростей, температур и концентраций возможно при условии совпадения по толщине гидродинамического, теплового и диффузионного пограничных слоев, т. е. когда а = тл Рг 1а = 1 и Ргв = у/Ос 1. [c.154]

Рис. 1.13. Схема распределения скорости и температуры торможения в ламинарном пограничном слое для набегающего на пластину потока

Таблица 4. Универсальные распределения скорости, касательного напряжения и температуры в турбулентных пограничных слоях

Из (8) следует, что для ведения к минимуму склонности к образованию тумана температурный напор должен быть малым. Приняв, что смесь в объеме сначала перегрета, можно показать [12], что туман начинает возникать всегда на поверхности раздела. Когда туман образуется вблизи стенки, улучшение теплоотдачи у стенки (вследствие излучения) [13] приведет к росту пересыщения и распространению тумана. В [12] детально исследуется аналитическое определение распределения температуры в пограничных слоях и указаны условия образования тумана в парах воды, п-бутилового спирта и серы. [c.363]

Гораздо труднее оценить влияние числа Прандтля. Если удельная теплоемкость и теплопроводность теплоносителя обычно мало изменяются с изменением температуры, то вязкость, особенно жидкости, изменяется довольно заметно. С изменением вязкости по толщине пограничного слоя меняется и распределение скорости, как это показано на качественной картине распределения скорости, приведенной на рис. 3.15. Так как вязкость жидкости обычно уменьшается с температурой, то при нагревании жидкости пограничный слой утончается по сравнению со случаем изотермического течения, а коэффициент теплоотдачи увеличивается. При охлаждении жидкости справедливо обратное утверждение. Принимая во внимание эти эффекты, часто заменяют показатель степени при числе Прандтля в уравнении (3.22) (вместо 0,4 берут 0,3) для случая охлаждения жидкостей. [c.57]

Для образования первоначального тонкого слоя отложений может играть существенную роль температурный градиент у самой стенки в диффузионном подслое. Это особенно важно в тех случаях, когда температурный профиль скважины может оказаться н монотонным. Такая картина наблюдается в скважинах Западной Сибири из-за наличия зон вечной мерзлоты на различных глубинах /21/. В таких случаях на колебания температур у стенки оперативно будет реагировать, прежде всего, пограничный подслой, тогда как на средней температуре потока небольшие колебания градиента по сечению трубы могут не сказаться. Между тем даже небольшие колебания температуры в пограничном слое приведут к существенному изменению его состояния как дисперсной системы. При этом из-за изменения скорости возникновения центров кристаллизации существенные колебания будут происходить в наиболее высокодисперсной части спектра распределения частиц дисперсной фазы, всецело определяющей интенсивность формирования отложений в гидродинамических условиях. Такого рода аномалии были отмечены при обработке результатов исследований ряда скважин Западной Сибири /21/. [c.123]

Рис. 1.9. Распределение температур в тепловом пограничном слое жидкости

Напротив, при больших значениях критерия Семенова пары интенсивно выгорают в пределах пограничного слоя. При 5е —> оо горение диффузионное. Пары, встречаясь с кислородом, мгновенно реагируют и сгорают в очень тонкой зоне (практически на поверхности горения). В этой зоне достигается относительно высокая температура горения Тр. Тепло отводится в окружающую среду и частично к поверхности капли. Тепло, подводимое к поверхности, затрачивается на прогрев жидкости, ее испарение и нагрев паров. Схематически распределение давлений (концентраций) паров и кислорода, а также температуры у поверхности капли, представлено на рис. 11-1. Наряду с линиями для диффузионного горения, представлены и линии для более низких значений критерия Семенова. [c.246]

Если задана постоянная температура пластины, то а = = ё 0) = 8т, в °°) = 8и,+ Ь = I. Поэтому распределение температуры торможения в пограничном слое описывается формулой [c.294]

Рис. 6.9. Распределение температуры в ламинарном пограничном слое на пластине при наличии теплоотдачи и = 0,25,

Для определения распределения параметра вдоль обтекаемой поверхности, кроме параметров внешнего потока, необходимо знать характерный размер пограничного слоя (например толщину вытеснения). Расчет пограничного слоя при наличии градиента давления во внешнем потоке является довольно сложной задачей, так как в этом случае профили скорости (и температуры) будут зависеть от градиента давления и изменяться от сечения к сечению. [c.338]

На поверхности тангенциального разрыва в связи с ее неустойчивостью возникают вихри, беспорядочно движущиеся вдоль и поперек потока вследствие этого между соседними струями происходит обмен конечными массами (молями) вещества, т. е. поперечный перенос количества движения, тепла и примесей. В результате на границе двух струй формируется область конечной толщины с непрерывным распределением скорости, температуры и концентрации примеси эта область называется струйным турбулентным пограничным слоем. Нри очень малых значениях числа Рейнольдса струйный пограничный слой может быть ламинарным, но на этом сравнительно редком случае течения мы пе останавливаемся. [c.361]

Адсорбцией называют изменение концентрации вещества на границе раздела фаз. Адсорбция происходит на любых межфазовых поверхностях, и адсорбироваться могут любые вещества. Адсорбционное равновесие, т. е, равновесное распределение вещества между пограничным слоем и граничащими фазами, является динамическим равновесием и быстро устанавливается. Адсорбция уменьшается с повышением температуры. [c.299]

Скорость перехода компонента из одной жидкости в другую, не смешивающуюся с ней (например, из стали в шлак), часто определяется величиной конвективного перемешивания в обеих фазах, возникающего в результате разницы температур, выделения пузырьков газа и пр. В таких случаях распределение скоростей течения и концентраций на границе двух жидкостей представляется более сложным, чем при движении жидкости относительно твердого тела. В связи с этим изложенные выше представления о пограничном слое могут быть использованы лишь для качественного рассмотрения кинетики реакций в системе, состоящей из двух жидкостей. [c.376]

Уравнения (2.1) и (2.2) отражают баланс растворенного вещества вне и внутри капли. Начальное условие (2.3) соответствует начальному скачку концентрации на поверхности капли. Равенства (2.4) отвечают условиям асимптотического сращивания распределений концентрации в диффузионных пограничных слоях вне и внутри капли с соответствующими невозмущенными полями концентрации вне пограничных слоев (в ядре потока, обтекающего каплю, и в ядре тороидального вихря внутри нее). Первое условие (2.5) представляет собой условие фазового равновесия на поверхности капли (закон Генри) с коэффициентом распределения а, зависящим от физических свойств жидкостей вне и внутри капли, а также от температуры второе условие (2.5) отражает непрерывность диффузионных потоков на поверхности капли. Условия (2.6) вытекают из симметрии задачи. [c.281]

Распределение концентраций продуктов горения, горючего и окислителя, поля температур и рассчитанное по составу газов изменение коэффициента избытка воздуха а по толщине пограничного слоя приведены на рис. 4. Из графика видно, что средняя во времени зона максимального тепловыделения ( фронт пламени) располагается в области средних значений а 0,6. Между стенкой и фронтом пламени, помимо СОа, НзО и газообразных углеводородов С Н , в значительных количествах присутствуют водород, СО и кислород. [c.33]

Распределение температуры в радиальном направлении (рис. 5.4.9) следует аналогичным закономерностям. При О 120° они аналогичны решениям методом пограничного слоя. При больших углах поворот потока и образование факела сушественно изменяют распределение температуры и толщину теплового пограничного слоя. [c.269]

В последние годы опублпкованы отечественные и зарубежные работы [1], в которых делается попытка теоретически решить эту задачу на основе представлений о диффузионном механизме горения, аналогичном горению в ламинарном потоке, но с той разницей, что перемешивание окислителя с горючим протекает не со скоростью молекулярной диффузии, а более интенсивно — со скоростью турбулентной диффузии. Предполагается, что в результате взаимной диффузии горючего и окислителя в пограничном слое на некотором расстоянии от стенки образуется некая поверхность ну.тевой толщины, на которой устанавливается стехиометрическое соотношение горючего и окислителя (а = 1). На этой поверхности — во фронте пламени происходит мгновенное сгорание топлива и достигается температура, соответствующая равновесному составу продуктов горения. Из фронта пламени продукты горения диффундируют в обе стороны, в результате чего выше фронта пламени находится смесь газов, состоящая из продуктов горения и окислителя, ниже фронта пламени — из горючего и продуктов горения (концентрация окислителя равна нулю). В каждом сечении канала поле температур соответствует распределению концентраций продуктов горения в газовом потоке. Параметры пограничного слоя — ноля температур, скоростей и концентраций — находятся нз решения интегральных уравнений движения, энергии, неразрывности и состояния при ряде упрощающих допущений (Рг = Ье = 1, постоянство энтальпий и концентраций на поверхности стенки). [c.30]

Действительно, условия теплообмена на этих поверхностях отличаются от условий теплообмена в обычных аппаратах с мешалками или в трубах. Устойчивый гидродинамический (тепловой) пограничный слой, образующийся обычно у поверхности теплообмена, в этом случае непрерывно (с частотой пгс) срезается и отбрасывается в ядро потока. Установившееся течение с характерными для пограничного слоя распределением скоростей и температур йТ1д.г в потоке, на поверхностях, сметаемых скребками, отсутствуют. Эффективность теплообмена в аппаратах со скребковыми мешалками, исследовалась в ряде экспериментальных работ [57, 102, 116]. В них были получены более высокие значения показателя степени а при Ре, чем в уравнении (202) влияния направления теплового потока (показатель степени с = 0) практически отсутствовало. [c.168]

Рис. VI. 14. Модель Викке и Феттинга теплообмена с кипящим слоем. Распределение температуры в пограничной газовой пленке (бр) и пограничном слое тцердой

В разделе 18.3 решена задача о распределении скоростей, температур и концентраций для случая совместного переноса количества движения, тепла и массы в ламинарном пограничном слое на плоской пластине. В задаче рассматривалось течение бинарной газовой смеси с постоянными физическими свойствами, причем предполагалось, что в системе отсутствуют вязкая диссипация энергии и объемные химические реакции. Формулы, выведенные в згпомянутом разделе, справедливы только для таких систем в которых температура и состав газовой смеси, а также отношение N 0 во вблизи поверхности пластины постоянны по всей ее длине. В рамках теории ламинарного пограничного слоя распределения скоростей, температур и концентраций можно представить в виде единого функционального соотношения [c.608]

Указанные особенности турбулентного пограничного слоя отражаются на процессе конвективного теплообмена. Вследствие интенсивного перемешивания в основной части слоя распределение температуры по нормали к пластине близко к равномерному Большие градиенты температуры наблюдаются лишь в пристенной области потока. В целом профиль температуры (при Рг я 1) подобен профилю скорости. Отсюда следует, что плотность теплового потока (или коэффициент теплоотдачи а) ведет себя так, как показано на рис. 6.3. В области ламинарного пограничного слоя местный коэффициент теплоотдачи при обтекании пластины (Г = onst) можно рассчитать по формуле (см. 5.5) [c.191]

Поскольку влияние теплопроводности носит характер пограничного слоя и слабо сказывается на распределении температур, то рассмотрение нестационарной задачи упростим за счет пренебрежения теплопроводными Э( )с )ектами. Следует отметить, что здесь пренебрегается теплопроводностью по оси течения. Теплопроводность в перпендикулярном [c.329]

Как известно, простейшая форма связи теплоотдачи и гидравлического сопротивления, данная в аналогии О. Рейнольдса, выполняется только при соблюдении подобия полей температуры и скорости, когда описываюшие их уравнения движения и энергии одинаковы. Эти условия выполняются при турбулентном теплообмене в плоском пограничном слое без градиента давления при равенстве единице молекулярного и турбулентного чисел Прандтля, когда распределение продольной составляющей скорости и профиля температуры в потоке описываются идентичными уравнениями. Отклонение от этих условий (наличие градиента давления или отличие числа Рг от 1) приводит к нарушению аналогии Рейнольдса. Тем более эта аналогия не выполняется для сетчато-поточных каналов сложной формы, определяющих трехмерную структуру потока. [c.358]

Рис. 7.10. Распределение температуры в пограничном слое жидкости, кипящей в [ едогретом до насыщенного состояния (9 = Гст — 7"ж. бн к=

Влияние функции ri , В е.муч.зс h С onst уравнения (И 9а) и (1(- 9б) становятся несвязанными, а коэффициент трения перестает зависеть от распределения температуры в пограничном слое. [c.114]

Универсальные законы распределения скорости, температуры и касательных напряжений в турбулентном пограничном слое. Основная задача теории турбулентного пограничного слоя заключается в установлении связи между турбулентной вязкостью определенной уравнением (140), и параметрами осредненного течения в пограничном слое (моделирование турбулентности). Решение этой задачи облегчается эмпирически установленным фактом локальности связи между и осредненными значениями параметров в большинстве турбулентных пограничных слоев. Это приближение является довольно хорошим незавнснмо от конкретных особенностей развития пограничного слоя в области, расположенной вверх по потоку. Другими словами, во многих случаях предысторией течения в первом приближении можно пренебречь. Следствием этого является возможность формулировки универсальных законов распределения осредненных значений скорости, температуры и касательных напряжений. [c.116]

Как указывалось, полное подобие распределения скоростей, температур и концентраций возможно лишь, когда тепловой пограничный слой совпадает по толщине с гидродинамическим, т. е. а = V и Рг = г/с = 1, а диффузионный подслой имеет ту же толщину, что и гидродинамический. Последнее условие соответствует О = V, или Рг = /0 1. Таким образом, существование аналогии между переносом массы, тепла и механической энергии (трением) ограничено следующими условиями она соблюдается лишь в условиях внутренней задачи, при Рг = Рг = 1, а также при отсутствии стефанового потока (см. стр. 400), который возможен только в процессах массопереноса. [c.406]

Рис. 6.6. Распределение температуры в ламинарном пограничном слое на теплоизолированной пластпне прц Рг = 1, ш = 0,76, к 1,4

В работе [92] описан анализ течений в факеле над линейным и осесимметричным источниками с использованием автомодельной переменной в форме, первоначально предложенной Прандтлем. Приведены результаты численных решений совместных неразделяющихся уравнений для Рг =0,7. В статье [119] найдено преобразование, допускающее решения в замкнутой форме для распределений температуры и скорости в потоке над ли нейным источником тепла при числах Прандтля 5/9 и 2. В работе [82] выполнены измерения распределений скорости и температуры над линейно расположенными небольшими газовым пламенами, предназначенными для моделирования линейного источника тепла Севрук [94] получил решение в виде степенных рядов. В статье [16] рассмотрены уравнения пограничного слоя для газового факела в предположении, что вязкость п теплопроводность прямо пропорциональны абсолютной температуре. Использовано стандартное преобразование, и для числа Прандтля 5/9 найдено решение в виде ряда. После соответствующего [c.107]

Рис. 3.11.1. Распределения скорости и температуры в пограничном слое на поверхности с постоянной плотностью теплового потока в устойчиво стратифицированной среде при Рг = 0,733. (С разрешения авторов работы [47]. 1974, ambridge University Press.)

Пользуясь интегральным методом импульсов, Сингх и Биркебейк получили решение для толщины пограничного слоя и местного коэффициента теплоотдачи при различных величинах числа Прандтля. В предположении параболических распределений температуры и скорости в пограничном слое найдено следующее выражение местного числа Нуссельта [c.249]

На рис. 5.7.8 показаны две расположенные на одной плоскости изотермические поверхности, находящиеся на расстоянии 5 друг от друга. Эту конфигурацию исследовали Спэрроу и Фагхри [159]. Имеются три разных режима течения. Течение около нижней поверхности, температура которой и, такое же, как течения, рассмотренные в разд. 3.3. В зазоре между поверхностями след стремится превратиться в факел. Условия отсутствия скольжения и изотермичности при у = 0 заменяются условиями симметрии. В жидкости, притекающей к передней кромке верхней поверхности, существуют распределения скорости и температуры. В этих притекающих динамическом и температурном слоях начинают развиваться новые пограничные слои. [c.305]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология