Коэффициент теплоотдачи при вынужденном ламинарном движении

При вынужденном движении коэффициент теплоотдачи в канале с постоянной температурой стенки при ламинарном движении можно определять по формулам [c.629]

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]

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]

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]

Возвращаясь к коэффициенту теплоотдачи при вынужденном движении, отметим, что при необходимости уточнений его значений используют формулы, полученные обобщением экспериментальных данных в неизотермических условиях ламинарного течения. Если в ламинарном потоке силы трения превосходят не только силы инерции и гравитационные силы, то наступает так называемый вязкостный режим, при котором отсутствует свободная конвекция даже в неизотермическом поле течения. Это явление наблюдается при Gr Рг 7 10 . [c.289]

Необходимо подчеркнуть, что коэффициент теплоотдачи при свободной конвекции значительно больше коэффициента теплоотдачи при вынужденном, ламинарном потоке, не подверженном действию подъемной силы. Это объясняется постоянным контактом свежих порций теплоносителя с поверхностью нагрева при свободном его движении. [c.372]

Для интенсификации теплообмена при малых скоростях теплоносителей скорость их движения увеличивают в многоходовых ТА с поперечными перегородками в межтрубном пространстве (рис. 6.2.5.1). При неизменном расходе теплоносителя I скорость его перемещения в трубном пространстве пропорциональна числу ходов, а коэффициент теплоотдачи а при вынужденном движении зависит от скорости как и ддя турбулентного и ламинарного режимов течения соответственно. Для теплоносителя П в межтрубном пространстве наличие поперечных перегородок с сегментными вырезами также приводит к увеличению скорости его движения и к обтеканию наружной поверхности трубного пучка под углом около 60°, что интенсифицирует наружную теплоотдачу пропорционально, где w — скорость теплоносителя в вырезе перегородки. Еще одна чисто механическая функция перегородок состоит в создании дополнительных механических опор для длинных (до 8 метров) труб ТА при его горизонтальном расположении. [c.347]

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]

Теплоперенос (теплоотдача) при вьгаужденном движении (количественные связи). Гидродинамика и, следовательно, теплообмен при вынужденном движении характеризуется двумя режимами, определяющимися соотнощением сил трения и инерции в потоке теплоносителя. В ламинарном режиме течения теплоносителя (Re 2300 в трубах и каналах) при наличии градиента температуры из-за теплообмена может возникнуть свободная конвекция, влияющая на численное значение коэффициента теплоотдачи. [c.287]

А. Тепло- и массопереиос к твердым телам и жидким средам прн внешнем обтекании тел и течении в каналах, при вынужденной и естественной конвекции. Перенос теплоты к твердым телам и жидким средам при ламинарном течении с заданными граничными условиями или условиями сопряжения полностью описывается законом теплопроводности Фурье, если только тепловые потоки не превышают своих физических пределов (фононный, молекулярный, электронный перенос н т. д.). Возможность решения сложных задач в большей или меньшей степени зависит только от наличия необходимой вычислительной техники. Для расчета ламинарных течений, включая и снарядный режим, к настоящему времени разработано достаточно много стандартных про1-рамм, и их число продолжает непрерывно увеличиваться. Случай движущихся тел включает в себя также и покоящиеся тела, так как координатную систему можно связать с телом и, таким образом, исключить относительное движение. Поэтому методы расчета теплопередачи к твердым телам и жидким средам при их ламинарном течении полностью аналогичны. Единственным фактором, влияющим на тепловой поток как при нестационарном нагреве твердого тела, так и при квазистационар-ном ламинарном течении, является время контакта. Хотя часто коэффициент теплоотдачи нри ламинарном течении представляется как функция скорости, необходимо обязательно помнить, что скорость течения есть только мера времени контакта или времени пребывания среды в теплообменнике. Эта концепция обсуждалась в 2.1.4, где было показано, каким образом и — а-метод, используемый обычно для описания ламинарного теплообмена, можно применить и для расчета нестационарного теплопереноса а твердом теле. В разд. 2.4 эта концепция получает даль- [c.92]

Определение а . В регенеративных теплообменниках наиболее распространенных типов — кожухозмеевиковых и кожухотрубных — жидкий фреон течет внутри труб, прямых или изогнутых. При значениях диаметров труб (8—19 мм), принятых в отечественной практике для Ф-12, Ф-502, Ф-142, имеющих в рабочем интервале температур значение кинематической вязкости V = (0,15- 0,25). 10 м 1сек, режим движения жидкости в трубах будет турбулентным или переходным от ламинарного к турбулентному. В этих условиях коэффициент теплоотдачи рекомендуется определять по уравнению для вынужденного движения жидкости в трубах и каналах при турбулентном и переходном режимах — уравнение (11.11). При расчете для теплообменника типа струба в трубе , где жидкий фреон течет в межтрубном канале, рекомендуется использовать формулу (11.13). [c.221]

При естественной конвекции газы перемешаются с небольшой скоростью. Учитывая естественный процесс конвекщш, отопительные батареи устанавливают по возможности ниже, а охлаждающие батареи холодильников — часто в верхней зоне. Однако в технике естественные конвекционные течения часто оказываются недостаточными. В таких случаях прибегают к принудительной конвекции с помощью насосов или вентиляторов. Так в холодильной технике используются воздухоохладители, перемещение воздуха у охлаждающей поверхности которых осуществляется принудительно, вентиляторами, что позволяет интенсифицировать теплообмен. Как было отмечено, процесс теплообмена в жидкостях и газах обычно осуществляется действием теплопроводности и конвекции. Их совокупное действие называется конвективным теплообменом, теплоотдачей соприкосновением или просто теплоотдачей. Конвективный теплообмен (или теплоотдача) представляет собой очень сложный процесс, который зависит от многих условий. В частности, в зависимости от рода движения (свободное или вынужденное) интенсивность теплообмена различна. При ламинарном движении, когда частицы жидкости движутся параллельно стенке, перенос тепла к стенке осуществляется путем теплопроводности и зависит в основном от коэффициента теплопроводности жидкости. При турбулентном же режиме, когда частицы жидкости движутся неупорядоченно, хаотически, такой способ переноса тепла сохраняется лишь в ламинарном пограничном слое и интенсивность теплообмена возрастает в результате уменьшения толщины ламинарного слоя жидкости. На процесс теплоотдачи значительно влияют физические свойства веществ теплопроводность, плот- [c.25]