Течение жидкости в трубах и каналах

Интенсивность теплоотдачи при вынужденном течении жидкости. При существенном не-догреве жидкости, подаваемой на вход равномерно обогреваемой трубы, температурный профиль стенки по длине канала имеет вид, показанный на рис 2. На начальном участке АВ теплообмен происходит по закону конвективной теплоотдачи к однофазному теплоносителю. Далее (участок ВС) следует переходная область, в которой начинается кипение и происходит вырождение влияния скорости потока на интенсивность теплоотдачи. За переходной областью находится участок развитого поверхностного кипения СО. На этом участке интенсивность теплоотдачи остается величиной постоянной, т. е. не зависит от скорости потока и температуры жидкости [20—22]. [c.86]

Коэффициент теплопередачи вычисляется по формулам, которые приведены в разделе, посвященном теплоотдаче при течении жидкости в трубах и каналах. В качестве определяющего размера в формулы следует подставлять эквивалентный диаметр, равный с =26, где Ь — высота канала (расстояние между теплопередающими стенками). [c.221]

А. Введение. При движении жидкостей с малыми скоростями отдельные их частицы движутся упорядоченно вдоль параллельных линий. Такой тип течения называется ламинарным. Если на входе в канал профиль скорости однороден, то по мере движения жидкости вниз по трубе профиль изменяется. На достаточном удалении от входа форма профиля перестает изменяться. Так, при течении в трубе или между параллельными пластинами форма профиля скорости становится параболической. [c.233]

При К. движущегося пара внутри трубы (канала) режимы течения и характер взаимод. паровой и жидкой фаз могут значительно изменяться в результате изменения по мере образования конденсата скорости пара, касательного напряжения трения иа межфазной пов-сти и Ке . При больших скоростях пара (когда действие силы тяжести на пленку конденсата пренебрежимо мало и течение ее определяется в осн. силой трения) местные и средние по длине трубы коэф. теплоотдачи не зависят от пространств, ориентации трубы. Если силы тяжести и трения соизмеримы, условия К. определяются углом наклона трубы и взаимным направлением движения фаз. В случае К. внутри горизонтальной трубы и малой скорости пара кольцевая пленка конденсата образуется только на верх, части внутренней пов-сти трубы. На ниж. части возникает ручей , в зоне к-рого в результате относительно большой толщины слоя жидкости теплоотдача значительно менее интенсивна, чем на остальном участке пов-сти. [c.450]

Это известное уравнение Ньютона — Фурье, которое применяется для расчета любого теплообменного аппарата. Для расчета поточных аппаратов, особенно пластинчатых, уравнение (I. 6) имеет то Существенное неудобство, что в него не входит диаметр канала и скорость движения жидкости. Однако при определении размеров теплообменного аппарата эти параметры имеют решающее значение. Они входят главными аргументами в расчетные формулы по теплоотдаче. Поверхность трубчатого аппарата состоит из пучка труб определенного диаметра и длины. Число труб в пучке зависит от производительности, а длина их от температурного режима, диаметра трубы и скорости течения жидкости. В данном случае за площадью теплообмена скрываются две важнейшие характеристики, диаметр и длина, а за массой жидкости [c.9]

М. А. Михеев [111 значительное место отводит роли диаметра как определяюш,его параметра для каналов различной формы. Б, С. Петухов [12] указывает, что вопрос о влиянии геометрии поперечного сечения трубы на теплоотдачу нельзя считать решенным даже для теплоносителей с числом Re = 1 и выше. Что касается влияния длины канала на закономерности теплоотдачи, то этот вопрос решен только для течения жидкости с температурным режимом близким к изотермическому. Из уравнения. (I. 40) видно, что при постоянном значении /Сг и постоянной длине трубы при [c.37]

I мм а ёх= 1000 мм. При одной и той же температуре жидкости скорость течения в трубке й будет в 1000 раз больше, чем в трубе . В большой трубке, вероятно, решающими будут конвективные токи в радиальном направлении. Уравнение (I. 37) дает хороший результат, когда теплофизические константы жидкости меняются мало в процессе теплообмена, т. е. когда течение жидкости близко к изотермическому. В этой связи и теория о постоянстве а за участком гидродинамической стабилизации справедлива только для течения жидкости близкого к изотермическому, т. е. когда в сходственных сечениях числа ре постоянны. С изменением темцературы жидкости (с удлинением канала) меняются теплофизические константы и коэффициенты теплоотдачи по длине [c.44]

Они представляют собой отношение потока действительной кинетической энергии к фиктивной, вычисленной в предположении, что скорость постоянна в сечении и равна w. При турбулентном режиме течения жидкости, когда эпюра скоростей приближается к прямоугольной, можно принять а, = 1. При ламинарном режиме а/ зависит от формы сечения канала. Для труб круглого сечения а, = 2. [c.90]

Течение жидкости на начальном участке сопровождается изменением профиля скоростей от прямоугольного на входе в канал до стационарного, определяемого уравнением (2.6.2.7) для труб круглого сечения или уравнением (2.6.2.10) — для щелевого канала. [c.134]

Рассмотрим теперь различные случаи тепломассопереноса при течении жидкостей в прямых гидравлически гладких трубах и кана лах. [c.92]

Наблюдение над течением жидкости в трубах показало, что частицы жидкости непосредственно соприкасающиеся со стенкой, прилипают к ней и остаются неподвижными, т. е. скорость их равна нулю. Движение струек потока, находящихся вблизи стенки, вследствие явления внутреннего трения тормозится этим прилипшим неподвижным слоем жидкости. По мере удаления струек от стенок трубы (или канала) скорость жидкости постепенно увеличивается. Схема распределения скоростей жидкости представлена на рис. 12, а. [c.26]

Другие методы достижения высокой эффективности с помощью изменения геометрии канала включают использование криволинейных или волнистых (рифленых) поверхностей, на которых происходит отрыв пограничного слоя. Пучок труб, в котором поток жидкости перпендикулярен оси трубы, является высокоэффективной поверхностью, так как на каждой отдельной трубе образуется новый пограничный слой, и коэффициент теплоотдачи в этом случае намного выше, чем при течении жидкости с той же скоростью внутри труб. Для увеличения теплоотдачи часто применяют различные типы вставок (турбулизаторов), но такой метод не является столь эффективным, как разрыв и уменьшение толщины пограничного слоя непосредственно на поверхности теплообмена. [c.562]

Характерной особенностью нелинейной краевой задачи, описывающей течение жидкости в круглой трубе, является отсутствие решения не только при Л > Л., но и при 5- > 5. .. Для плоского канала, как это следует из приведенной выше теоремы, решение существует при всех 5 0. С увеличением индекса неньютоновского поведения жидкости критические значения Л., 0.(0) возрастают примерно по прямолинейной зависимости (т возрастает от 0,5 до 5 с шагом 0,5). Например, для ньютоновской жидкости (т = 1) при ее течении в трубе с круглым сечением Л. = 8,20, Л.(0) = 4,36. Приведенные данные показывают, что эффект конвективно-тепловой неустойчивости возникает в существенно нелинейной области изменения вязкости (вязкость меняется в десятки раз). [c.261]

Процесс теплоотдачи при течении жидкости в трубах является более сложным по сравнению с процессом теплоотдачи при омывании поверхности неограниченным потоком. Жидкость, протекающая вдали от поверхности, не испытывает влияния процессов, происходящих у стенки. Сечение труб имеет конечные размеры. В результате, начиная с некоторого расстояния от входа, жидкость по всему поперечному сечению трубы испытывает действие сил вязкости, происходит изменение температур жидкости как по сечению, так и по длине канала. Все зто сказывается на интенсивности теплоотдачи. [c.190]

При общих допущениях, которые были приведены в 4.3 для круглой трубы, сформулируем задачу теплообмена при течении ньютоновской жидкости в щелевом канале высотой Л=2Ь, 0 —Ь у Ь). Предположим, что температуры внешних сред, омывающих обе стенки канала, изменяются только по координате х. Пусть ф а ) —температура среды, омывающей верхнюю стенку канала (у Ь), и ф2(> )—температура среды около нижней поверхности канала у —Ь). Тогда при несимметричных граничных условиях третьего рода распределение температуры в потоке жидкости внутри канала определяется из решения следующей задачи [c.266]

Обычно ламинарное течение связывают со входным сечением трубы, но не учитывают условий выхода, В промышленных аппарату жидкость входит в канал и выходит из него в условиях внезапного сужения и расширения потока. Выход жидкости из прямого канала в коллектор сопряжен со значительным возмущением, а часто и с гидравлическим ударом. Экспериментальные исследования показали, что при условиях внезапного расширения канала и наличии гидравлического удара поле скоростей перестраивается по всей длине трубы. Поэтому число Йе не является достаточной характеристикой течения жидкости. В условиях нагревания жидкости в трубах диаметром а > [c.9]

Скорость течения жидкости является решающим фактором при проектировании малогабаритных теплообменных аппаратов. Из приведенных формул по теплоотдаче видно, что чем больше скорость течения жидкости, тем выше коэффициент теплоотдачи и тем меньше поверхность теплообменного аппарата. Но с увеличением скорости увеличивается потеря напора на продвижение жидкости, поэтому часто приходится выбирать те оптимальные условия, которые позволяют получить сравнительно небольшие размеры аппарата при. минимальных энергетических затратах. При заданной производительности и заданном температурном режиме конструктор располагает только двумя переменными — скоростью течения жидкости и сечением канала. Это особенно отчетливо видно из формул ([. 7) и (I. 9). При заданной производительности несжимаемой жидкости число труб по формуле (1. 9) зависит только от й и к). При заданном температурном режиме [c.20]

Выше было показано, что две трубы одинаковой длины, но различного диаметра также нарушают подобие двух систем. Отсюда следует вывод, что приблизиться к истинной закономерности можно только в том случае, когда исследование будет проведено в канале одного диаметра, но различной длины и затем при тех же длинах, но в канале другого диаметра. Роль геометрии канала исключительно велика. Даже при одинаковых отношениях Ltd и одинаковых числах Re системы будут неподобны. Они будут неподобны не только по теории подобия, но и по существу. Допустим, что имеются две трубы с одинаковым отношением Lid, но диаметрами d— мм и di 1000 мм. При одной и той же температуре жидкости скорость течения в трубке d будет в 1000 раз больше, чем в трубе di. В большой трубке, вероятно, решающими будут конвективные токи в радиальном направлении. Уравнение (I. 37) дает хороший результат, когда теплофизические константы жидкости меняются мало в процессе теплообмена, т. е. когда течение жидкости близко к изотермическому. В этой связи и теория о постоянстве а за участком гидродинамической стабилизации справедлива только для течения жидкости близкого к изотермическому, т. е. когда в сходственных сечениях числа Re постоянны. С изменением температуры жидкости (с удлинением канала) меняются теплофизические константы и коэффициенты теплоотдачи по длине 44 [c.44]

Гидрофобизация поверхности стенок трубы (канала) приводит к увеличению средней скорости течения жидкости (при постоянном движущем напоре) и к уменьшению потерь напора на трение в раз [41]. Здесь Гф - фактор гидрофобизации, определяемый экспериментально как отношение времени заполнения некоторого заданного объема после гидрофобизации внутренней поверхности канала (трубы) к времени заполнения того же объема до гидрофобизации, [c.184]

Из-за вязкости и наличия основного и вторичного потоков струйки свертываются в вихри. На рис. 1.47, в изображена картина движения жидкости в колене трубы, где также имеют место быстрое расширение потока, обратное течение жидкости и вихреобразование. Различные виды местных потерь происходят на более или менее длинном участке канала и неотделимы от потерь на трение. Однако для удобства расчетов местные сопротивления считаются сосредоточенными в одном сечении I канала и не включают сопротивление трению. Потери давления Арм на преодоление местных сопротивлений рассчитываются по формуле [c.112]

В работах [111-113] изучались термогидродинамические задачи неньютоновских жидкостей при переменной температуре вдоль стенок трубы (канала), когда важную роль играет конвективный перенос тепла. Считалось, что кажущаяся вязкость среды экспоненциальным или степенным образом зависит от температуры, и пренебрегалось диссипативным тепловыделением. В одномерных стационарных течениях такого типа градиент давления меняется вдоль трубы. Показано, что в некоторых случаях может возникать ситуация, характерная для теплового взрыва, когда подвод тепла за счет конвекции жидкости начинает превышать теплоотвод к стенкам трубы. Обнаружено также, что существует и другой механизм кризисных явлений при постоянном теплоотводе от стенок трубы при достаточно малой скорости потока за счет интенсивного охлаждения жидкости может начаться прогрессирующее увеличение ее вязкости, что приведет к запиранию потока. [c.280]

Течение жидкости в криволинейных трубах круглого сечения [21]. Центробежные силы, действующие на жидкостные частицы, находящиеся вблизи оси канала, существенно превышают силы, действующие в пристенных слоях. Это приводагг к возникновению вторичных течений (рис. 2.2.6.8). Вторичные течения [c.76]

Эти коэффициенты представляют собой отношение П0Т0К21 действительного количества движения к фиктивному, вычисленному в предположении, что скорость в сечении постоянна и равна При турбулентном режиме течения жидкости, когда эпюра скоростей приближается К прямоугольной, можно принять Р, = 1. При ламинарном режиме Р зависит от формы сечения канала. Для труб круглого сечения р, = 4/3. [c.89]

Н. В. Тябин, Е. М. Центовский, К. Д. Вачагин аналитически рассмотрели задачу о сопротивлении на входе в круглую трубу и плоский щелевой канал течению жидкости Оствальда и де Виля. В итоге ими получено уравнение [c.99]

Коллекторные листовальные головки представляют собой щелевые головки, в которых расплав подводится к щели при помощи специальной трубы, канала или коллектора, расположенных параллельно стенкам щели. Коллектор присоединяется к шприцмашине или одним из своих концов или срединой. Коллекторную головку с центральным питанием можно рассматривать как две головки с половинной шириной щели. Упрощенная схема такой листовальной головки изображена на рис. 4,46. Метод расчета коллекторных листовальных головок, основанный на использовании степенного закона течения, и подробный анализ возникающих при этом вопросов изложен в специальной литературе , Несколько иной подход можно найти у Уикса 1, который приводит результаты приближенного интегрирования уравнений течения жидкости, подчиняющейся степенному закону. [c.307]

Рассмотрим течение жидкости в лиофильных и лиофобных фильтрах. Известно, что при движении жидкости в канале на стенке его при смачивании материала канала жидкостью образуется неподвижный (или малоподвижный) пограничный слой. Вследствие прилипания жидкости к стенке и внутреннего трения по закону Стокса в сеченчи трубопровода при ламинарном движении устанавливается параболическое распределение скоростей. При этом средняя скорость жидкости в круглой трубе равна половине скорости по оси трубы, а при движении между параллельными пластинами равна двум третям скорости потока в центре. [c.190]

Характерными структурами являются 1) отдельные, или практически не взаимодействующие, диспергированные элементы (капли, пузырьки) в односвязном несущем потоке (капли редкого дождя в атмосфере, пузырьки газа в слабонасыщенной минеральной воде) 2) взаимодействующие многосвязные образования в односвязном потоке (крупные пузыри пара или газа при течений смеси в замкнутых каналах взаимодействующие затопленные струи) 3) расслоенные течения (течение газа под слоем жидкости, движущейся в нижней части горизонтального канала кольцевое течение жидкости вдоль внутренней стенки смачиваемой трубы и течение газа в пространстве, ограниченном пристенным жидким слоем) 4) полиструктурные течения (пристенное течение одной части жидкости и дисперсный поток ее другой части в газовой фазе захват газа гребнями волн). Множественность структур и режимов течений обусловливает и множественность неустойчивостей, т. е. критических изменений структур и типов движения фаз и смеси в целом. [c.193]

Этот факт и является причиной расположения линии выше линии к (см.рис.II.II). Если изучается теплообмен в двух трубах одного диаметра, но разной длины, то вновь нарушается подобие систем. Чем длиннее труба, тем выше конечная температура, тем меньше ц. При одинаковых скоростях течения жидкости правая часть уравнения (11.15) получит прйращение Лйе за счет [1, поэтому линия С пойдет под углом Т) > т Но так как в канале постоянной длины процесс стремится к изотермическому, то влияние ц с увеличением иг уменьшается, и линии 4 и С сближаются. При определенных скоростях [I становится постоянным, и опытные точки для двух труб располагаются на одной прямой. Из сказанного следует, что на вид эмпирической формулы влияет не /. и не как таковые, а несопоставимые значения вязкости. Поэтому нельзя вводить в формулу поправку в виде Цй. Можно исследовать процесс, близкий к изотермическому, при котором ц останется постоянной величиной, тогда при любых длинах канала опытные точки расположатся на одной линии. Вообще установившаяся методика исследования в принципе неправильна. Она не отражает физический процесс теплообмена, а полученные зависимости являются искусственными. Неоднократно предпринимались попытки обобщить опытные данные и представйть их в виде одной формулы. Эти попытки бесполезны потому, что разброс линий на рис.П.12 является следствием неправильной методики исследования. [c.41]

График зависимости числа Nu от приведенной координаты х/(Ре/г) для параболического профиля скорости показан на рис. 9.1. Такого же типа зависимость имеет место и для однородного профиля скорости (и = onst). На рисунке данные для плоского канала сопоставлены с результатами расчета числа Nu при течении жидкости в круглой трубе (см. 9.3), причем в последнем случае /г соответствует d [c.251]

Известны два основных режима течения жидкости ламинарный и турбулентный.-Эти же режимы могут иметь место и при движении жидкости в пучке. Форма течения жидкости в пучке во многом зависит от характера течения в канале перед пучком. Если при данном расходе и температурах течение в канале, где установлен пучок, было бы турбулентным при отсутствии пучка, то оно обязательно будет турбулентным и в пучке, так как пучок является прекрасным турбулизатором. О.анако если пучок помсщсп в канал, в котором до его установки имел бы место ламинарный режим течения, то в этом случае в зависимости от числа Ке можно иметь как одну, так и другую формы течения. Чем меньше число Ке, тем устойчивее ламинарное течение, чем больше — тем легче перевести его в турбулентное. При низких значениях числа Ре течение может остаться ламинарным. При этом межтрубные зазоры как бы образуют отдельные шелевидные каналы переменного сечения (исключение составляет предельный случай, когда расстояния между трубами очень велики). [c.227]

Здесь характерный размер I и значение критерия Нуссельта определяются в зависимости от конкретного процесса теплообмена. Так, при турбулентном течении жидкости по прямым трубам и каналам размер I равен гидравлическому диаметру канала (выр. 6.48), а ддя определения критерия Нуссельта рекомендуется критериальное уравнение Нуссельта-Крауссольда (/93,94/) [c.209]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология