Теплоотдача прн ламинарном режиме течения

Известно, что при движении потока в гладких каналах при числе Не < 2000 наступает ламинарный режим течения, при этом резко уменьшаются значения коэффициентов теплоотдачи. [c.38]

Турбулентный режим течения встречается в практике создания теплообменной аппаратуры несравненно чаще, чем ламинарный. Коэффициенты теплоотдачи при турбулентном режиме выше, чем при ламинарном, поэтому аппаратуру стараются проектировать так, чтобы использовать это преимущество. К сожалению, получение теоретических решений в турбулентной области сопряжено с гораздо большими трудностями, чем в ламинарной, [c.105]

В результате анализа, выполненного в п. 32, установлено, что режим течения жидкостной пленки в трубах с ленточным завихрителем может быть ламинарным или турбулентным, т. е. вторичные токи, возникаюш,ие в пристенных слоях жидкости, в рассматриваемом случае не оказывают суш,ественного влияния на тепло-перенос. Поэтому для описания процесса теплоотдачи при турбулентном режиме течения жидкости применима теория теплообмена, разработанная для осевого течения. [c.182]

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]

Режим течения пленки является функцией критерия Рейнольдса с увеличением толщины пленки ламинарное течение пленки, имеющей гладкую поверхность, переходит в волновое (см. стр. 115), а затем становится турбулентным. Кроме физических свойств конденсата (плотност , вязкости, теплопроводности) на теплоотдачу влияет шероховатость стенки, ее положение в пространстве и размеры стенки в частности, с увеличением шероховатости поверхности и высоты вертикальной стенки пленка конденсата утолщается книзу (см. рис. V1I-11). [c.288]

При атмосферном давлении стержневой режим течения наблюдался при значительных приведенных скоростях газа (15—20 м сек) [49] и малых расходах воды, от случай течения довольно сложен, так как для полного гидродинамического описания пленочного режима течения необходимо знать распределение фаз в потоке, распределение скоростей и касательных напряжений. Здесь любопытно отметить, что проведенные измерения профиля скоростей в двухфазном потоке и распределение фаз [92] показали, что в кольцевом потоке профиль скоростей изменяется от плоского, соответствующего закону распределения скоростей в турбулентном потоке ньютоновской жидкости, к заостренному, соответствующему ламинарному режиму течения. Кажущаяся вязкость у стенки больше вязкости каждой фазы Экспериментальные данные позволяют предположить, что течение двухфазной жидкости является неньютоновским. Поэтому теоретическое решение вопроса определения режимов и теплоотдачи при двухфазном течении связано с немалыми трудностями. При анализе процесса испарения в вос- [c.102]

Режим течения ламинарный. Определим коэффициент теплоотдачи для воды, для чего необходимо вычислить произведение [c.212]

Очевидно, что по мере сближения труб (уменьшения числа Яе) пограничный слой уже не отрывается от стенок отдельных труб и не образует завихрений, вследствие чего режим течения жидкости постепенно становится ламинарным. Коэффициент трения при этом уменьшается в большей степени, чем коэффициент теплоотдачи, ввиду прекращения отрыва пограничного слоя и исчезновения сопутствующего ему сопротивления формы. [c.68]

При нисходящем потоке пара средняя скорость течения ламинарной пленки конденсата увеличивается, а толщина ее уменьшается, при направлении же потока пара снизу вверх пленка конденсата подтормаживается и утолщается, но повышение скорости пара сверх нек-рого предела может привести к изменению направления (обращению) движения пленки и уменьшению ее толщины. Большее влияние на величину коэфф. теплоотдачи оказывает, однако, режим течения пленки и, следовательно, скорость пара. При движении пара внутри труб или в межтрубном пространстве трубных пучков скорость его падает от значительной величины до очень малой, вплоть до нуля. В этих случаях начальная скорость пара и пределы ее изменения оказывают большое влияние на величину среднего коэфф. теплоотдачи а. [c.342]

Режим течения масла в трубке ламинарный. Для того, чтобы установить, оказывает ли влияние на теплоотдачу свободная конвекция, вычисляем число Релея [c.262]

Обычно на практике наблюдается смешанный режим течения пленки. В этом случае в верхней части стенки (О < х < дг р) течение ламинарное и ламинарно-волновое, а в нижней — турбулентное. Вообще говоря, турбулентные возмущения в пленке развиваются постепенно, поэтому существует некоторая переходная зона, закономерности теплообмена в которой изучены недостаточно. Для инженерных расчетов важно знать средний коэффициент теплоотдачи а при смешанном режиме течения пленки. Метод [c.310]

Для процессов теплоотдачи режим движения рабочей жидкости имеет очень большое значение, так как им определяется механизм переноса теплоты. При ламинарном режиме перенос теплоты в направлении нормали к стенке в основном осуществляется вследствие теплопроводности. При турбулентном режиме такой способ переноса теплоты сохраняется лишь в вязком подслое, а внутри турбулентного ядра перенос осуществляется благодаря интенсивному перемешиванию частиц жидкости. В этих условиях для газов и обычных жидкостей интенсивность теплоотдачи в основном определяется термическим сопротивлением пристенного подслоя, которое по сравнению с термическим сопротивлением ядра оказьшается определяющим. Следовательно, как для ламинарного, так и для турбулентного режима течения вблизи самой поверхности применим закон Фурье (уравнение (5.3)). [c.181]

Существенно сложнее для теоретического анализа процесса теплообмена жидкой пленки с поверхностью ситуация, когда режим движения пленки становится турбулентным. По опытным данным при гравитационном течении пленок окончание ламинарного режима движения соответствует значению критерия Рейнольдса для пленки Ке р = 1600. Соотношение для расчета коэффициента теплоотдачи от стенки к турбу-лизированной пленке получают из обобщения соответствующих опытных данных [c.260]

В данной главе уравнения для коэффициентов теплоотдачи приведены в следующем порядке 1) безразмерные по типу уравнений Кольборна 2) безразмерные по типу уравнений Нуссельта и 3) размерные уравнения различных типов. Принята такая последовательность изложения свободная конвекция вынужденная конвекция при отсутствии фазовых превращений — а) ламинарное течение, б) переходный режим. [c.200]

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]

Вязкость теплоносителя. Согласно обш,ему правилу теплоноситель с большой вязкостью должен быть помещен в межтрубное пространство, так как турбулизация потока, обусловленная поперечным обтеканием пучков труб, будет способствовать увеличению теплоотдачи. Одпако если и потоке со ст( роны коэкуха все же сохряияЕ тся ламинарный режим течения, то следует рассмотреть вариант с течением этого тенлоносителя в трубах. [c.29]

Приведенные выше формулы пригодны только при чистоламинарном режиме течения пленки конденсата. Между тем в вертикальных пароводяных подогревателях в нижней части трубок по мере утолщения пленки ра стет значение критерия Рейнольдса Не, в результате чего ламинарный режим течения переходит в турбулентный, что приводит к повышению коэффициента теплоотдачи а . [c.117]

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]

При значениях числа Рейнольдса Re>2200 ламинарный режим течения нарушается, наступает переходный режим, который при Re>10 становится турбулентным. Разными авторами установлено, что коэффициент теплоотдачи при турбулентном течении мало зависит от граничных условий на поверхности стенок, но зато на теплообмен существенно влияют начальная турбулизация потока и форма входной кромки канала. Многообразие этих условий приводит к большому числу частных эмпирических зависимостей, однако можно указать на следующую закономерность длина /н участка тепловой стабилизации равна примерно (15-f-30) (будем полагать /н—20ii). Значение среднего числа (Nuoo)t на стабилизированном участке в турбулентном режиме течения в неограниченной прямой трубе ди -метром d [4,8] [c.81]

В кольцевом канале теплообменника труба в трубе часто возникает ламинарный или переходной режим течения теплоносителя. В этом случае формирование пограничного слоя по длине ребер оказывает существенное влияние на теплообмен и учитывается в расчетах коэффициентов теплоотдачи. Коэффициенты теплоотдачи при ламинарном или переходном режиме течения могут быть увеличены за счет разделения и перемешивания потока продольными ребрами на определенных интервалах длин. Ребра разделяют поток в радиальном направлении от основания до наружной кромки, которая вызывает закручивание теплоносителя и перетекание его в соседние радиальные каналы. Данный эффект перемешивания обычно учитывается при расчетах коэффициентов теплоотдачи введением длины участка неременшвания по аналогии с длиной участка стабилизации потока. Очевидно, это приводит к увеличению и перепаду давления. Оптимальная длина участка перемешивания 300—1000 мм. [c.19]

Вязкость теплоносителя. Согласно общему правилу теплоноситель с большой вязкостью должен быть помен1ен со стороны кожуха, поскольку турбулизация поперечного потока пучком труб будет содействовать повышению теплоотдачи. Одиако если режим течения н межтрубном пространстве все же останется ламинарным, следует проапа-лизнровать вариаргг течения теплоносителя с большой вязкостью в трубах. [c.50]

При турбулентном ядре иртока для жидкостей, отличающихся большими числами Прандтля, наибольшее тепловое сопротивление имеет очень тонкий пристенный слой, течение в котором преимущественно ламинарного характера. Его толщина б существенно зависит от касательного напряжения у стенки т, которое представляет собой важный параметр, характеризующий режим течения и теплоотдачу. [c.8]

Как следует из табл. 4.5, на начальном участке трубки тока (5-я строка сверху) пограничные слои не сомкнулись (р, < 1,5), коэффициент теплоотдачи при этом находится по формуле (4.35). Дальше pi > 1,5 (6-я строка). При этом число Re ,- < 2300 и, следовательно, режим течения жидкости в трубке тока ламинарный. Коэффициент теплоотдачи, начиная с 6-й строки, находится по формуле (4.44). В данном примере, начиная с S/ > 100 мм, коэ( ициент теплоотдачи а, = 162,0 ккал/(м -ч-°С) = onst. [c.208]

Результат, полученный для пластины, распространен Л. Е. Калихманом на криволинейную поверхность, обтекаемую газом. Несмотря на сложную методику расчета и недостатки этих способов [10], [11], турбулентный режим просчитан по Калихману, причем расчет выполнен в крайнем предположении о турбулентном характере пограничного слоя на всем протяжении течения. Полученные результаты в сопоставлении с данными опыта (режим П1 [4]) представлены на фиг. 6. Совершенно очевидно, что расчетные значения, полученные в предположении о ламинарном характере течения, расходятся с опытными данными даже по порядку величин. Значительно лучше согласуются с опытными данными результаты расчета для случая турбулентного течения. Разумеется, это вовсе не означает, что режим течения является турбулентным на всей длине канала, включая горловину. Только для участка канала, достаточно удаленного от горловины, где условности расчета не так существенны, удовлетворительное совпадение кривых можно рассматривать как подтверждение турбулентного характера течения в пограничном слое. Напомним, что аналогия Рейнольдса, заложенная в использованном расчетном методе, на этом участке справедлива. Заслуживает внимания возможность определения режима течения по интенсивности теплообмена путем применения способа обработки опытных данных, предложенного А. И. Леонтьевым и В. К. Федоровым [12], [13]. В качестве обоснования своего метода авторы ссылаются на теорию локального моделирования, идеи которой изложены в работах В. М. Иевлева. Согласно этой теории коэффициенты трения и теплоотдачи можно определить из интегральных уравнений импульса и энергии, если известны, на основании обобщения опытных данных, законы сопротивления и теплообмена в пограничном слое. Анализ уравнений динамического и теплового пограничного [c.111]

В условиях течения сверху вниз в обогреваемых трубах (или снизу вверх — в охлаждаемых) ламинарный режим сохраняется лишь при небольшой степени влияния архимедовых сил, а теплоотдача при этом локально уменьшается (рис. 10.8,1). В противоположность этому, при турбулентном режиме в том же случае теплоотдача монотонно растет (рис. 10.8, II), и при очень больших числах Ог порождение турбулентности определяется, в основном, термогравитационными силами, а не напряжениями сдвига в усредненном течении. [c.276]

При КеЖекр=1600 имеет место смешанный режим течения пленки конденсата (в верхней части — ламинарный, в ижней — турбулентный). Средний коэффициент теплоотдачи в этом случае определяется нз уравнения [56] [c.136]

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]

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]

Если Кеж<Ке кр, то расчет теплоотдачи и сопротивления проводится по формулам для ламинарного движения в прямых трубах. Если Не кр<Реж<Не"кр, то используется формула (6.18) для турбулентного течения в каналах. Если Реж>Ре"кр, то коэффициент теплоотдачи определяется по формуле (6.18) и умножается на ео=1+3,6й1В. [c.47]