Вертикальные внутренние течения

ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ВНУТРЕННИЕ ТЕЧЕНИЯ [c.621]

Вертикальное внутреннее течение в трубе некруглого сечения [c.636]

Выбор характерной плотности зависит от рассматриваемого внутреннего течения. В качестве простого примера рассмотрим горизонтальный слой жидкости между верхней и нижней ограничивающими поверхностями, имеющими температуры соответственно и 2- Если > /ь слой жидкости неустойчиво стратифицирован, когда плотность рассматриваемой жидкости уменьшается с ростом температуры. При некоторых условиях возникает движение, вызванное выталкивающей силой. В таком течении местная характерная плотность р на различных высотах вычисляется по линейному распределению температуры, существующему в вертикальном направлении в отсутствие движения жидкости, т. е. в условиях чистой теплопроводности. В других, более сложных внутренних течениях и (или) при других полях объемной силы методика выбора закона изменения ха- [c.28]

В вертикальных внутренних смешанно-конвективных течениях, рассмотренных в разд. 10.6, выталкивающие силы либо действуют в одном направлении с вынужденным потоком, либо противодействуют ему. В таком случае выталкивающие силы и, следовательно, результирующие характеристики переноса симметричны относительно оси трубы или средней плоскости между двумя поверхностями, расположенными параллельно друг другу. Однако на горизонтальные внутренние течения естественная конвекция оказывает иное влияние, поскольку выталкивающие силы действуют перпендикулярно направлению вынужденного потока. При возрастании выталкивающих сил симметричное вынужденное течение, наблюдающееся в случае отсутствия естественной конвекции, существенно искажается. В случае течения [c.641]

В разд. 10.6 и 10.7 мы рассматривали соответственно вертикальные и горизонтальные внутренние течения. Однако во многих практических приложениях, например в трубчатых солнечных коллекторах, применяют наклонные каналы. Выталкивающие силы не параллельны силам давления, и возникает вторичное течение. При ламинарном режиме течения жидкость движется вдоль спиральных линий тока и течение не является осесимметричным. [c.650]

В напорных и дренажных каналах плоскокамерного модуля реализуется двумерное течение газа с односторонним или двусторонним отсосом или вдувом при этом канал может быть ориентирован горизонтально или вертикально. В рулонных модулях кривизна канала не слишком велика, и в первом приближении можно использовать модели двумерного течения, однако следует учесть меняющуюся ориентацию стенок канала относительно вектора силы, связанной с гравитацией. В трубчатых и половолоконных элементах внутренний канал обладает симметрией тела вращения, течение в них также двумерно. Внешняя цилиндрическая поверхность элемента омывается потоком газа, возникает задача массообмена на проницаемых поверхностях, образованных пучком трубок. Следует отметить, что свободноконвективное движение (возникающее при потере устойчивости двумерного вынужденного движения вследствие концентрационной неоднородности плотности среды) в общем случае усложняет течение газа, делает его трехмерным. [c.121]

Отмечено, что в вертикальных трубах расслоенный и волновой режимы не наблюдаются. При изменении направления движения двухфазного потока независимо от режима течения в отводе наблюдается расслоенная структура. Вдоль внутренней образующей отвода движется газовая фаза, вдоль внешней - жидкая, то есть происходит естественная сепарация потока. [c.254]

В частности, было отмечено, что отложение кокса по внутреннему периметру имеет неравномерный характер в нижней части трубы толщина кокса больше, чем в верхней. Это обстоятельство указывает на то, что и в промышленных нагревательных печах будет иметь место неравномерность коксоотложений, причем независимо от ориентации труб вертикальная или горизонтальная. Это связано, во-первых, неравномерностью теплового потока (наибольшее коксоотложение будет происходить со стороны, обращенной к факелу), во-вторых, режимом течения двухфазного потока (например, в горизонтальном змеевике при небольших скоростях фаз имеет место расслоенный режим, что приводит в результате ухудшения теплообмена к перегреву части трубы, контактирующей с паровой фазой). Последнее обстоятельство относится лишь к горизонтальным трубам [38]. [c.256]

Одним из наиболее известных и самых простых высокоэффективных смесителей закрытого типа является смеситель типа Бенбери . Этот смеситель до сих пор широко используется в производстве пласт -масс и резин. Смеситель Бенбери (рис. 11.19) состоит из смесительной камеры, сечение которой имеет форму восьмерки, и двух роторов с винтовыми лопастями— по одному ротору в каждой половине камеры. Форма лопастей ротора обеспечивает перемещение материала вдоль ротора по направлению к центру. Смесь загружают в смесительную камеру через вертикальный желоб, снабженный воздушным или гидравлическим затвором. Нижняя поверхность затвора представляет собой часть верхней стенки смесительной камеры. Готовая смесь выгружается через разгрузочное окно на дне камеры. Между двумя роторами, вращающимися обычно с различными скоростями (например, 100 и 80 об/мин при смешении полиэтилена), и между роторами и внутренней стенкой камеры имеется небольшой зазор. Именно в этом зазоре и происходит диспергирование. Форма роторов и перемещение затвора в процессе смещения обеспечивают интенсивное сдвиговое течение всех частиц жидкости, попавших в зазор. Температура роторов и стенок камеры постоянно контролируется. [c.402]

В трубчатых абсорберах при течении пленки по внутренней поверхности вертикальной трубы П=яй(, где с1—внутренний диаметр трубы, в абсорберах с листовой насадкой при течении пленки по обеим сторонам вертикальной пластины П=2В, где В—ширина пластины. При этом I—расход жидкости, приходящийся на одну трубу или на одну пластину. [c.340]

Широкая плоская вертикальная пластина высотой 30 см при температуре 20 С находится в покоящейся окружающей среде, температура которой 20 °С. Пластина нагревается внутренним нагревателем со скоростью 0,1 С/с в течение 50 с. Сравнить величины общих параметров процесса, если окружающей средой являются вода и воздух. [c.66]

Длительность режима одномерной теплопроводности для течения около вертикального цилиндра была рассчитана в работе [14] с помощью метода, аналогичного использованному для течения около плоской вертикальной поверхности (разд. 7.2). Рассматривались три случая внезапное ступенчатое возрастание температуры цилиндра, начало генерирования теплового потока с равномерной плотностью на поверхности цилиндра, имеющего пренебрежимо малую теплоемкость, и генерирование теплового потока с равномерной плотностью в цилиндре с конечной теплоемкостью, но с нулевым внутренним термическим сопротивлением. Решения найдены в интегральной форме конкретные результаты можно получить с помощью разложения в ряды или путем численного интегрирования. [c.464]

В работе [64] экспериментально исследовался процесс перехода при естественной конвекции чистой холодной воды около вертикальной изотермической поверхности. Характеристики неустойчивости течения и перехода к турбулентности определялись при R=0, 0,1 и 0,4 с помощью пленочного термоанемометра и малогабаритной термопары. Разность температур Iq — — i o не превышала 5°С. При 7 = О течение направлено вверх. При / = 0,1, что соответствовало о 9°С и too 3,3° , выталкивающая сила во внешней части теплового слоя изменяла свое направление на обратное. Однако в целом направление течения оставалось прежним. При i =0,4 (ioi 6,6 , i 2,3° ) выталкивающая сила во внутренней части теплового слоя изменяла свое направление, как и все течение. Результаты экспериментов показывают, что переход к турбулентности в гидроди- [c.158]

Многие исследователи анализировали полностью развитые ламинарные течения между бесконечными вертикальными параллельными пластинами, а также течения в трубах, закрытых на концах, поскольку условие бесконечной высоты позволяло в этом случае перейти к соответствующему одномерному приближению. Предположение о бесконечной высоте полости применимо для довольно широкого спектра геометрических конфигураций, имеющих большое практическое применение.. Результаты ранних исследований такого рода внутренних задач естественной конвекции рассмотрены в обзоре [193]. В основном эти исследования носили экспериментальный и полуэмпирический характер типичным примером может служить работа [83], в которой рассматривались течение между вертикальными параллельными пластинами, а также течения в вертикальных трубах. Мы же прежде всего обсудим случай течения между плоскими параллельными поверхностями, замкнутыми или незамкнутыми на краях. [c.240]

Большинство выводов, сделанных в предыдущей главе, при определенных условиях можно использовать и для характеристики передаточных функций давления в барабанном паровом котле с естественной циркуляцией воды в системе. В упомянутых котлах в результате естественной циркуляции в динамике давления и уровня участвует лишь часть внутренней емкости котла. Вода, выходящая при температуре кипения из барабана, поступает в самотечные трубы. Течение воды по самотечным трубам зависит от статического давления столба жидкости, так что температура этих опускающихся ненагреваемых частиц ниже температуры кипения, соответствующей давлению на том или ином участке самотечной трубы. Можно показать, что даже при переходных изменениях давления в котле (при падении давления) в самотечных трубах не должно происходить образование пара до тех пор, пока градиент давления не превысит определенной критической величины, а скорость воды достаточно большая. Эта критическая величина характерна для любого котла, если потери давления на входе кипящей воды в самотечные трубы являются средними и если самотечные трубы установлены преимущественно вертикально и не имеют горизонтальных участков. Таким образом, в эффективную емкость пароводяного пространства самотечные трубы обычно не включают. В связи с этим в первом приближении в объем Ve включают объем барабана V и объем кипятильных труб V t )- Следующей задачей является определение объема кипящей воды V и объема насыщенного [c.306]

В случае больших Ка предполагалось, что ядро жидкости (внутренняя область полости, удаленная от пограничных слоев на стенках) является изотермическим и вращается как твердое тело, т. е. с постоянной завихренностью. Это допущение выдвигалось ранее [190] при исследовании свободноконвективного течения в горизонтальном круглом цилиндре, а позднее [205] для ячеистого течения между двумя параллельными горизонталь- ными пластинами. При рассмотрении ядра течения в вертикальной полости [17] показано, что если оно не является застойной зоной, то завихренность там остается постоянной. Правда, это доказательство справедливо только для случая изотермического ядра. Кроме того, граница области ядра должна представлять собой замкнутую линию тока, которая не проникает в вязкий граничный слой вблизи поверхностей. В работе [207] эта задача решена численно с использованием метода, основанного на разложениях по ортогональным полиномам. Результаты этих исследований сравнивались в работе [207] с экспериментальными данными [182], и было установлено достаточно хорошее их соответствие. В работе [16] рассмотрено также турбулентное течение в вертикальной полости. [c.255]

Проведен также ряд исследований случая вертикальных цилиндрических кольцевых областей. Получены, в частности, численные результаты для изотермических поверхностей [70, 264] опубликованы обширные экспериментальные данные по этому вопросу [183, 250]. При численном решении этой задачи [245] получены результаты, качественно близкие результатам для вертикальных прямоугольных полостей. При Ra > 5-10 , где число Рэлея вычислялось по толщине зазора d, было установлено, что в полости существует полностью развитый пограничный слой. Опубликованы результаты измерений теплопередачи в воздухе и гелии при 10 < Ra С 2,3-10° для случая, когда на внутренней стенке задавался постоянный тепловой поток, а внешняя стенка считалась изотермической [136]. Проведены экспериментальное и численное исследования переноса в концентрических и эксцентрических цилиндрических кольцевых областях различной высоты [46, 257]. С использованием линейной теории проведено исследование устойчивости течения в вертикальном цилиндрическом кольцевом слое [51]. Расчеты показали, что число Прандтля влияет на возникновение неустойчивости, причем наличие предсказанного режима неустойчивости было экспериментально подтверждено для воздуха. [c.294]

Исследовалось течение между параллельными вертикальными пластинами, поддерживаемыми при различных температурах, с учетом МГД-эффектов, вязкой диссипации, рассеяния джоулева тепла, а также внутренних источников энергии [69]. [c.469]

В данной главе сначала приводится общее описание соответствующих задач переноса, а затем более подробно исследуются некоторые важные конфигурации течений. Здесь же рассматриваются течения в протяженных пористых средах вблизи вертикальных, горизонтальных и наклонных плоских поверхностей. При этом исследуются различные течения при наличии естественной или смещанной конвекции, а также определяются условия, при которых существуют автомодельные решения. Кроме того, в данной главе рассмотрены и другие течения, например течение вблизи вертикальных цилиндров и течение при наличии точечных источников тепла. Затем обсуждаются случаи внутренних течений в частичных, а также в полностью замкнутых полостях. Описывается влияние на характер течения различных факторов, таких, как угол наклона и наличие сквозного потока, постоянные и периодические граничные условия, изолированные и проводящие стенки и др. [c.364]

Прежде чем приступить к обсуждению свойств поверхностных , или баротропных (см. разд. 6.2), волн, необходимо иметь в виду, что результаты изучения с одинаковым успехом можио приложить и к внутренним , или бароклинным , модам. Это следует из существования решений, полученных путем разделения переменных для уравнений стратифицированной жидкости в случае, когда горизонтальный масштаб велик по сравнению с вертикальным. Это свойство было показано в гл. 6. Таким образом, когда говорится о возвышении свободной поверхности или о компонентах горизонтальной скорости и, и) для баротропного движения жидкости с глубиной Я, то те же рассуладення оказываются справедливыми и для внутренних течений, свойства которых могут быть Описаны в терминах эквивалентных переменных r x,y,i), й(x,y,t) и ( х,у,1) теории мелкой воды и эквивалентной глубины Яе (см. разд. 6.11, 6.14 и 6.17). [c.311]

В [8] описаны эксперименты по кипению с недогревом при подъемном течении воды в вертикальных с электрическим нагревом трубах из нержавеющей стали или никеля, имеющих внутренние диаметры в диапазоне от 3,63 до 5,74, мм при давлении в системе в диапазоне от 0,7 до 17,2 Л1Па, температуре воды — от 115 до 340°С, массовой скорости — от 11 до 1,05-10 кг/(м -с), тепловой нагрузки — до 12,5 МВт/м". Эти данные описываются размерным уравнением, справедливым для воды [c.383]

Критический тепловой поток при встречном течении. Хорошо известно, что в случае вертикального канала е резервуаром жидкости над ним критический тепловой поток не падает до нуля, пока существует поток в основании трубы. Жидкость может поступить из резервуара в капал, охладив его. Однако существует некоторый предельный расход пара у верхнего конца трубы, при котором жидкость не возвращается назад. Тепловой поток, соответствующий этому условию, можно рассматривать как критический. В [62] проведены эксперименты для ряда жидкос1ей (четыреххлорнстый углерод, га-гексан, вода) в трубах (внутренним диаметром 8, 10 и 14 мм) и получена следующая [c.396]

Стабилизированную и обезвоженную высокопарафинистую нефть или высококонцентрированный раствор парафина в керосине заливают в сухую чистую стеклянную пробирку со сферическим дном. Высота пробирки 160 10 мм, внутренний диаметр 20 1 мм, на расстоянии 30 мм от дна пробирки сделана несмываемая кольцевая метка (рис. 42). После этого пробирка закрывается корковой пробкой, в которую вставлен термометр, и помещается в водяную баню, нагретую предварительно до температуры выше температуры кристаллизации парафина на 5 1°С. Пробирка с нефтью или керосином выдерживается в бане в течение некоторого времени, до тех пор, пока продукт не примет температуру бани. Затем пробирку с продуктом и термометром вынимают, насухо протирают, ее снаружи и укрепляют в муфте (см. рис. 42 так. чтобы - е т- нки нахглиг и. Приблизительно на одинаковом расстоянии от стенок муфты. Собранный прибор закрепляют в держателе штатива в вертикальном положении и оставляют при комнатной температуре до тех пор, пока нефтепродукт не охладится до температуры 35 5°С, затем помещают его в сосуд с охлади- [c.115]

Опубликовано несколько исследований смешанно-конвектив-ных течений в вертикальных кольцевых каналах. Шервин [157] выполнил расчет теплового потока в условиях смешанной конвекции при полностью развитом ламинарном течении во входном сечении канала. Предложен критерий возникновения возвратного течения. Представлены профили скорости и температуры, а также значения числа Нуссельта для кольцевого канала с отношением радиусов внутренней и наружной стенок, равным 3. В работе [92] проведено обобщение результатов Шервина на более высокие числа элея и, кроме того, представлены данные измерения теплового потока для канала, на внутренней стенке которого была обеспечена постоянная плотность [c.638]

В работе [143] проведен расчет ламинарного смешанно-кон-вективного течения в вертикальной трубе с внутренними радиальными ребрами. С помощью конечно-разностной схемы получено решение определяющих уравнений, описывающих полностью развитое течение, в случае постоянного в осевом направлении подвода тепла и показано, что влияние выталкивающих сил возрастает при уменьшении числа ребер и их длины. [c.641]

В случае больших значений Н/(1 использовалось допущение о существовании, в прямоугольной полости течений типа пограничного слоя [95]. Иначе говоря, было сделано предположение о том, что вертикальное движение жидкости заключено между пограничными слоями вблизи вертикальных поверхностей. Жидкость во внутренней области считалась неподвижной и вертикально стратифицированной, Такого рода режим с преобладающим влиянием конвекции возникает при достаточно больших числах Ка. Оказалось [221], что функция тока, рассчитанная в работе [95], примерно на 30 % выше, а максимальные вертикальные скорости приблизительно на 25 % выше соответствующих значений, полученных в работе [79]. Было предложено [21] обобщить результаты Гилла [95] при условии, что суммарный поток энергии вблизи адиабатических верхней и нижней стенок равен нулю, что позволило бы определить возникающую при анализе произвольную постоянную. Этот подход обеспечил более близкое соответствие между теоретическими и экспериментальными [c.262]

Хикокс и Гартлинг [45] провели численное исследование естественноконвективного течения, возникающего в вертикальном кольцевом пространстве, изолированном сверху и снизу, внутренняя и внешняя поверхности которого равны соответственно Л и 0. Такого рода геометрическая схема обычно связывается с расчетом тепловой изоляции вертикальных цилиндрических емкостей. Геометрия задачи и соответствующая система координат показаны на рис. 5.4.12. Двумерные уравнения движения и энергии, записанные в цилиндрических координатах гиг, для нее принимают вид [c.397]

Действие архимедовых выталкивающих сил на внутренние конвективные течения за счет вынужденной конвекции в неньютоновских жидкостях часто оказывает существенное влияние на скорости переноса. Такого рода влияние рассматривалось главным образом для течений в горизонтальных, вертикальных и круглых трубах. [c.446]

Возникающие при высо-котемпературнцх измеренцях трудности были в известной степени исключены в реометре, построенном во ВНИИБТ на базе прибора ВСН-2 [37]. У этого реометра, блок-схема которого показана на рис. 53, внутренний цилиндр имеет собственный прецезионный подшипниковый узел и связан с упругим динамометром 2 и круговой шкалой 2. Наружный цилиндр вращается через магнитную муфту 15 от двигателя постоянного тока 14 с плавным изменением числа оборотов, регистрируемых тахогенератором 16. Отверстия в наружном цилиндре обеспечивают вертикальную циркуляцию жидкости в кольцевом зазоре, которая, создавая течение второго порядка, как показали расчеты, не сказывается на точности измерений и предотвращает отделение твердой фазы. Для измерения 0 служит отдельный электродвигатель 12 с собственным редуктором и обгонной муфтой 13. Электрообогрев с помощью платинового термометра 6 управляется автоматом температуры и располагается [c.268]

Ректификационные колонны с непрерывным контактом фаз. В этих колоннах жидкость стекает в виде пленки — либо по поверхности насадки (насадочные колонны), либо по внутренней или наружной поверхности вертикальных труб (пленочные и роторно-пленочные аппараты), а пар в виде сплошного потока поднимается вверх через свободный объем насадки или внутри вертикальных труб. Несмотря на пленочный режим течения жидкости в обоих случаях, колонные аппараты принято называть в первом случае — насадочньпии, а во втором — пленочными. [c.1017]