КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН Определения

Для определения силы тяжести футеровки и изоляции необходимо найти их толщину. Для этого можно приравнять тепловой поток при конвективном теплообмене между наружной стенкой барабана п воздухом и тепловой поток через многослойную цилиндрическую стенку [c.378]

Аппараты однопоточные по трубному пространству и двухпоточные по кольцевому пространству применяются в тех случаях, когда внутри теплообменных труб имеет место конвективный теплообмен, а снаружи — процесс с конденсацией или испарением. Конструкцией всех разборных теплообменников типа труба в трубе предусмотрена возможность свободных температурных удлинений теплообменных труб при ограниченной возможности температурных удлинений кожуховых труб. Это накладывает определенные ограничения на перепад температур входа и выхода среды, проходящей через кольцевое пространство. [c.361]

Зависимость коэффициента теплоотдачи от характера и скорости движения рабочих сред, их физических свойств, размеров и формы поверхности теплообмена и других факторов весьма сложна и на современном уровне науки еще не может быть установлена теоретически. Поэтому для определения коэффициента теплоотдачи прибегают к экспериментальным исследованиям с последующей обработкой н обобщением опытных данных прн помощи теории подобия. Приложение теории подобия к конвективному теплообмену показало, что процесс теплоотдачи определяется для разных случаев соответствующими критериями [c.112]

Система уравнений, описывающая конвективный теплообмен в движущейся среде, не может быть проинтегрирована аналитически для определения коэффициента а . Поэтому исследование теплообмена обычно проводится на основе теории подобия. -В качестве обобщенных переменных процесса используют критерии, характеризующие движение потока, конвективный теплоперенос и граничные условия. [c.30]

Математическое моделирование эффективно тогда и только тогда, если модель адекватна физике явления. Следовательно, физическая определенность будет достигнута, если расчет будет соответствовать эксперименту с наперед заданной точностью. Это в полной мере относится и к конвективному теплообмену. [c.3]

По определению конвективный теплообмен определяется движением жидкости. Для выяснения закономерностей этого процесса рассмотрим систему уравнений движения и конвективного теплообмена. Эта система выражает фундаментальные законы механики и физики применительно к элементарному объему жидкости закон сохранения массы — уравнение неразрывности, принцип кинетостатики — уравнение количества движения, закон сохранения и превращения энергии — уравнение баланса теплоты. Конкретное написание уравнений зависит от выбора координатной системы. Дальше будут использованы декартова-прямоуголь-ная, цилиндрическая и сферическая системы координат. Всех их объединяет общий признак если е — орт (единичный вектор) координатной оси 0<7 , то Сг-е, = Ьц, где б = 1 при / = / и = О при . Такие координатные системы называются [c.5]

Конвективный теплообмен в трубах при резко переменных физических свойствах теплоносителя. Этот класс задач возникает при больших температурных напорах и в сверхкритической области состояния вещества. Здесь коэффициент теплоотдачи при определенном сочетании режимных параметров и физических свойств может быть как больше, так и меньше значений, рассчитанных по обычным формулам для конвективного теплообмена. [c.173]

Таким образом, можно сделать вывод, что простота уравнения Ньютона (9.8) только кажущаяся, поскольку Ок зависит от большого числа переменных. Вследствие этого невозможно получить простое уравнение для расчета потока тепла, пригодное для всех случаев теплоотдачи. Однако путем обработки экспериментальных данных методом теории подобия можно получить зависимости, справедливые для данного класса явлений, в пределах которого возможно обобщение данных отдельного опыта. Из дифференциальных уравнений, описывающих конвективный теплообмен, с помощью теории подобия получают определенные комплексы, в которые входят тепловые величины, характеризующие основные случаи переноса тепла. Эти ком- [c.115]

Как и следовало ожидать, функция 0о(т1) представляет распределение температур при конвективном теплообмене для случая, когда можно пренебречь влиянием излучения ( =0). Второй член в уравнении (50) отражает в первом приближении влияние излучения на профиль температуры в пределах пограничного слоя. Для определения распределения температуры по всей жидкости (сочетание пограничного слоя и излучающего слоя) уравнение (42) можно представить в виде [c.162]

Точное вычисление температуры вызывает определенные трудности, связанные с весьма приближенной оценкой коэффициента теплоотдачи на вращающемся зубчатом колесе. При решении задачи о теплоотдаче принимается, что зубчатое колесо вращается с постоянной угловой скоростью, режим теплоотдачи является стационарным и между зубчатым колесом и окружающей средой существует конвективный теплообмен. Для практического использования можно рекомендовать методики [77, 78]. [c.216]

При конвективном теплообмене величина коэффициента теплоотдачи зависит от скорости теплоносителя и диаметра труб. Поэтому величины а можно рассчитывать только после предварительного определения этих величин. [c.374]

Поэтому для определения коэффициента теплоотдачи прибегают к экспериментальным исследованиям с последующей обработкой и обобщением опытных данных при помощи теории подобия. Приложение теории подобия к конвективному теплообмену показало, что процесс теплоотдачи определяется для разных случаев соответствующими критериями [c.116]

Богданов предлагает различные зависимости для определения коэффициентов теплоотдачи для развитого (пузырькового) кипения (<7 1500- 2000 Вт/м2) и неразвитого кипения, соответствующего конвективному теплообмену ((/р-С 1500 -2000 Вт/м ). [c.123]

Отметим в заключение, что при определении потерь тепла в окружающую среду нагретыми поверхностями теплообменных аппаратов необходимо учитывать совместно и конвективный теплообмен и теплоотдачу излучением. При этом коэффициент теплоотдачи от нагретой стенки к воздуху составляет [c.104]

Мысль о единстве механизма процессов переноса теплоты и количества движения восходит к работам Осборна Рейнольдса. Прошло немногим менее ста лет с тех пор, как Рейнольдс установил определенное понимание процесса теплообмена как явления, по природе своей глубоко родственного процессу обмена количеством движения, выражающемуся в гидродинамическом сопротивлении. За прошедшее с тех пор время его идеи прошли огромный путь развития и переросли в особого рода теорию, которая, несомненно, является одним из наиболее глубоких и плодотворных направлений современного учения о конвективном теплообмене. Рейнольдс является общепризнанным основоположником этого направления, и его концепция связи теплообмена и гидродинамического сопротивления вошла в литературу под названием аналогии Рейнольдса. Рассмотрим этот круг идей в системе современных представлений. [c.205]

Если же уравнения для расчета коэффициента теплоотдачи при конвективном теплообмене заменить уравнениями для определения коэффициента теплоотдачи при изменении агрегатного состояния потока, то по этим программам можно рассчитывать конденсаторы и испарители. Имеются программы, при помощи которых решаются чисто конструкторские задачи, например разбивка трубной решетки [Л. 4-4]. [c.123]

Практическое значение конвективный теплообмен имеет для расчета низкотемпературных электропечей, а также прп определении теплоотдачи от наружных стенок печи. [c.18]

Определение времени испарения распыленного топлива в зависимости от начальных размеров и теплового состояния капель, физических свойств топлива, условий теплообмена и диффузионного испарения представляет сложную задачу, в особенности для переменных по траектории капель температурных и скоростных условий. Законы испарения и движения совокупности капель в горячем потоке газа слабо изучены, и как следует не выяснено значение теплообмена и диффузионного испарения. По-видимому, в условиях высокой температуры газа и большой интенсивности турбулентности основное значение должен иметь конвективный теплообмен, в особенности на участке торможения капель, на котором относительная скорость движения капель достаточно велика. Поэтому необходимые соотношения можно искать из уравнения теплообмена [c.226]

Приведенные зависимости для теплообмена при свободном движении справедливы, как было указано, для случая движения жидкости в неограниченном пространстве. При теплоотдаче в ограниченном пространстве (в прослойках) движение имеет более сложный режим. Для определения коэффициента теплоотдачи в этом случае рассматривают передачу тепла через замкнутый слой жидкости путем теплопроводности, но, так как при этом может быть и конвективный теплообмен, вводят понятие об эквивалентном коэффициенте теплопроводности ) эк- [c.333]

Рассмотрим границу твердого тела, находящегося в соприкосновении с движущейся жидкостью. Для описания общих свойств теплообмена между твердым телом и движущейся жидкостью введем понятие функции влияния, имеющей самое общее определение [Л. 6-1]. Это понятие естественным образом обобщает уравнения Лагранжа для теплопроводности в твердом теле с учетом конвективного теплообмена на границе, когда понятие коэффициента локального теплообмена теряет смысл. Автором в ранее опубликованной работе [Л. 6-2] показано, что конвективный теплообмен не может быть описан соответствующим образом с помощью локальных коэффициентов теплообмена. [c.122]

Теплообмен. В сложном явлении теплопередачи основным процессом, зависящим от величин коэффициентов переноса т . К, является конвективный теплообмен. Используются различные подходы при определении конвективных тепловых потоков. [c.79]

Конвективный теплообмен описывается системой дифференциальных уравнений и условиями однозначности с большим количеством переменных. Попытки аналитического решения полной системы уравнений наталкиваются на серьезные трудности. Поэтому большое значение приобретает экспериментальный путь исследования. С помощью эксперимента для определенных значений аргументов можно получить числовые значения искомых переменных и затем подобрать уравнения, описывающие результаты опытов. Однако при изучении столь сложного процесса, как конвективный теплообмен, не всегда легко проводить и опытное исследование. [c.149]

Решение любой задачи по конвективному теплообмену состоит в определении коэффициента теплоотдачи а и затем - в решении уравнения (6.44) относительно любой необходимой величины - отводимой мощности Р, требуемой для эффективного охлаждения поверхности теплообмена F или возникающего в исследуемом процессе перепада температур стенка-жидкость Д/ = - ж [c.207]

В работе [24] было показано, что с помощью полуэмпирической теории турбулентного переноса можно обобщить различные случаи конвективного теплообмена. Это дает право считать возможным определение коэффициента теплоотдачи к стенке теплообменного элемента от газожидкостной смеси по уравнению (11.38). Однако необходимость нахождения на промежуточных стадиях таких величин, как мощность перемешивания, газосодержание, динамическая скорость, делает этот метод расчета неоправданно громоздким. Причем нарастание возможных ошибок на промежуточных стадиях расчета, неизбежных при использовании эмпирических уравнений, может дать значение коэффициента теплоотдачи с большой погрешностью. В связи с этим более надежными следует в данном случае признать эмпирические уравнения, полученные при непосредственном изучении теплообмена. [c.125]

Выбор размеров модели. Как правило, в больших теплообменниках имеет место вынужденное конвективное течение обоих потоков теплоносителей. В большинстве теплообменников применяются матрицы из множества расположенных в определенном порядке трубок. Первый обычный шаг — уменьшение размера опытного аппарата путем выбора некоторого типичного для матрицы теплообменного аппарата трубного пучка. При равенстве чисел Рейнольдса, одинаковом распределении потоков и геометрическом подобии проходных сечений различие коэффициентов теплообмена для пучков с сотней или десятью тысячами трубок должно быть очень незначительным. Подобие геометрических размеров предполагает, что все размеры в сечении могут быть уменьшены, например трубки диаметром 25,4 мм могут быть заменены трубками диаметром 6,35 мм. Если это сделать и использовать в модели ту же самую жидкость, что и в натурном аппарате, то для достижения равенства чисел Рейнольдса необходимо, чтобы массовый расход жидкости в модели был обратно пропорционален размеру трубок, т. е. [c.311]

Понятие о к. п. д. топки значительно менее определенно, так как процесс, в ней происходящий, является промежуточным для всего агрегата, который она обслуживает, и. продукция топки не всегда может быть ясно сформулирована. Основным теплом, полезно производимым топкой, является теплосодержание выдаваемых ею топочных газов. Однако весьма часто к этому добавляется значительное количество тепла, переданного другим (конечным) рабочим телам за счет теплообмена, происходящего непосредственно в топочной камере. В котельных установках такое тепло носит название прямой отдачи топки, причем коэффициентом прямой отдачи называется отношение тепла, переданною в топке воде и пару теплообменом (лучистым и конвективным), либо к теплотворной способности топлива [c.264]

При определении объемов воздуха и продуктов сгорания по приведенным характеристикам погрешность в большинстве случаев меньше 1% ( 3-8,в). Погрешность, равная 1% при определении объемов и соответственно скорости газов, сказывается на коэффициенте теплопередачи примерно лишь на 0,5—0,6% (с учетом сглаживающего влияния коэффициента загрязнения). Такая погрешность в 3—4 раза меньше допустимых по нормам расхождений между тепловосприятием по балансу и теплообмену (( б и С т) при поверочных расчетах [Л. 7] отдельных ответственных элементов парогенератора (ширма, конвективный перегреватель) [c.161]

Попытка применить нормативный метод теплового расчета котельных агрегатов для определения влияния вторичных излучателей на теплообмен в топке не дает результатов. Пользуясь этим методом, можно учесть толщину излучающего газового слоя и степень черноты прозрачного газового факела, по влияние конвективного теплообмена между топочными газами и вторичными излучателями совершенно не учитывается. Также не учитывается сколько-нибудь надежно концентрация и размеры сажистых частиц в факеле. Только при расположении излучателей в топках со степенью экранирования, близкой к единице, и правильном омывании их потоком топочных газов возможно более или менее точное решение. Таким случаем является расчет излучателя в виде стенки, расположенной вдоль жаровой или дымогарной трубы. [c.273]

Применение в расчетной практике уравнения (6.40) возможно, если известно для рассматриваемого случая значение коэффициента теплоотдачи, определение которого сопряжено с большими трудностями, так как на теплоотдачу влияет много факторов режим и скорость движения жидкости, физические параметры жидкости, форма и размеры теплообменной поверхности и др. Очевидно, что для проведения расчетов по теплообмену необходимо располагать уравнением, которое связывало бы значение коэффициента теплоотдачи с, переменными, выражающими условия конвективного теплообмена. Таким уравнением является дифференциальное уравнение конвективного переноса тепла, дополненное уравнением, характеризующим условия на границе раздела жидкости и твердого тела. [c.122]

Коэффициенты теплоотдачи при кипенни и испарении существенно зависят от вида поверхности и структуры двухг1)азного потока, а также и от других факторов, влияющих на конвективный теплообмен. Скорость потока н его структура в большой степени определяются конструкцией аппарата и расположением патрубков. Кроме того, тепловой поток с поверхности не может превышать определенных значепий при приемлемых разностях температур поверхности и 1ас1) щения. Любая попытка превысить эти максимальные значения за счет увеличения температуры поверхиости приведет к частичному или полному образованию на поверхности паровой пленки и резкому снижению теплового потока. Коэффициенты теплоотдачи, приведенные в таблице, применимы только для очень приближенных оценок в случае использования прямых труб или труб с невысокими ребрами без специального увеличения числа центров парообразования. АТ н, max равно максимально допустимому перепаду температур поверхности и насыщения. В таблице не учитываются различия между тинами парогенераторов. [c.14]

ИзучеЕ1ие эффектов ассоциации одноименных (пар-твердый конденсат) или разноименных (пар-газ) молекул привело к получению соответствующих зависимостей, Показано, что при конденсации пара в жидкость из парогазовых смесей скорость конденсации резко уменьшается с повышением содержания газа. Рассмотрение процесса конденсации во всей его сложности с учетом молекулярных взаимодействий дает возможность выявить особенности конденсации как в жидкое, так и твердое состояние. Общим является то, что обмен энергией между частицами в объеме и на поверхности происходит в состоянии ассоциации. Можно предположить, что фазовые превращения, например пар-жидкий конденсат, будут растянуты во времени, так как некоторое повышение температуры смеси при конденсации может привести к разрушению только образовавшихся кристаллических решеток за счет собственной энергии фазового превращения. У определенной части молекул кинетическая энергия может становиться больше потенциальной энергии взаимодействия, и эта часть молекул вновь испаряется с поверхности конденсации. В этих случаях процесс теплообмена по физической сущности представляет собой обмен энергией между частицами, находящимися в различном энергетическом состоянии. Такой обмен энергией между частицами обычно называют переносом тепла. При конвективном теплообмене поток тепла вызывается наличием градиента температуры. Однако даже при отсутствии температурного градиента за счет хаотического теплового движения молекул среды непрерывно происходит хаотический перенос тепла. [c.100]

Исключая один-два случая, полагается что теплопроводность не зависит от температуры. Такое предположение не только упрошает математическое описание, но является и допустимым приближением при решении различных физических задач в случае небольших колебаний температуры. При решении задач, связанных с химическими реакциями или фазовыми преврашениями, не следует пренебрегать температурной зависимостью. Поэтому при выборе физических постоянных необходимо тщательнейшим образом всесторонне разобраться в каждой поставленной задаче с точки зрения физики. Задачи теплопроводности обычно затрагивают конвективный или лучистый теплоо1бмен в тех случаях, когда устанавливаются соответствующие граничные условия. При рассмотрении задач теплопроводности, в которых учитывается конвективный теплообмен, полагается, что коэффициенты теплообмена известиы. Сущность коэффициентов теплообмена и способы их определения устанавливаются в главах, посвященных конвективному теплообмену. [c.44]

Интенсивность теплообмена невертикальных поверхностей несколько снижается, поскольку часть архимедовой подъемной силы в таких случаях компенсируется реакцией твердой стенки. Усредненный по поверхности горизонтальной трубы свободно-конвективный теплообмен может быть определен по корреляционному соотношению [21] [c.240]

Справочник состоит из семи глав общие сведения, теплопроводность, конвективный теплообмен, тепловое излучение, кипение и конденсация, теплообменные аппараты и теплопередача строительных конструкций. Каждая глава начинается с используемых в ней обозначений и определений технических терминов. Обозначения объясняются всякий раз, когда в приводимых формулах может появиться двусмысленность или путаница. В основу положена Международная Система единиц (СИ). Для краткости опущены выводы формул. Более подробный анализ их можно найти в учебниках, ссылки на которые приведены в конце каждой главы. Включенные в справочник формулы либо общеприняты, либо тщательно отобраны как надежные и приемлемые. Везде, где было возможно, выражения приведены, учитьгаа.ч очевидное преимущество такого представления, в безразмерной форме. Это не сделано только для случаев, когда приводимое выражение предназначено лишь для специального применения. [c.9]

Квазистационарный режим как метод исследования весьма часто используется в различных задачах конвективного теплообмен Э. Для кипящего слоя этот оригинальный метод впервые был исследован М. С. Шарлов-ской [189]. Сущность его применительно к кипящему слою заключается в создании такого режима, при котором охлаждение частиц происходит в среде с линейным изменением температуры. Одним из преимуществ этого метода является возможность расчетного определения температуры частиц. Кроме того, квазистационарный режим позволяет получать одинаково точные результаты расчета в любой момент процесса и учитывать условия внутреннего прогрева частиц. Математические зависимости для температуры шарообразной частицы получены М. С. Шарловской при изучении охлаждения шара в среде с линейным изменением температуры. [c.62]

Кондуктивный и конвективный теплообмен в виброкипящем слое имеет свои особенности, поскольку виброхарактеристики слоя (амплитуда, частота, ускорение) влияют на коэффициенты теплообмена. Зависимость условного коэффициента теплообмена а, от параметров вибрации имеет сложный характер, так как одновременно с увеличением контактов материала с греющей поверхностью увеличивается порозность слоя. При передаче тепла от вертикальной стенки к виброкипящему слою не наблюдается экстремальное значение а. Коэффициент теплообмена возрастает с увеличением частоты и амплитуды. Причем чем выше частота, тем интенсивнее повышается а с увеличением амплитуды колебания. В вакууме же коэффициент теплообмена имеет экстремальное значение осшах при определенных частотах и амплитудах колебаний. Последнее объясняется тем, что с повышением Л и со достигается такая порозность слоя, при которой количество контактов частиц с поверхностью уменьшается. При передаче тепла от горизонтальной плоскости к слою материала наблюдается экстремальное значение а как в вакууме, так и при атмосферном давлении, причем с понижением давления а уменьшается. Экстремальное значение ашах смещается в сторону меньших величин ускорений. Во всех случаях коэффициент теплообмена от вер- [c.314]

Конвективный теплообмен представляет собой сложное явление, в котором тепловое взаимодействие поверхности твердого тела с жидкостью, омывающей эту поверхность, определяется гидродинамикой процесса. При расчете теплообмена по формуле (6) наиболее сложно определение коэффициента теплоотдачи а. Теоретически он может быть найден лишь в не.шюгих частных случаях. Как правило, а определяется па основе опытных данных. Исследования показали, что коэффициент теплоотдачи представляет собой сложную функцию большого числа определяющих собой процесс переменных формы, размеров и температуры теплопередающей поверхности, скорости жидкости, ее температуры и физических параметров — коэффициента теплопроводности, теплоемкости, плот- [c.130]

Теплообмен в газокатализаторном потоке. Для расчета процессов, протекающих в двухфазном потоке, необходимо знать коэффициент теплообмена между газом и твердыми частицами в зависимости от гидродинамических условий. Теоретическое решение задач гидродинамики и конвективного теплообмена даже при наличии определенных упрощающих допущений сталкивается с трудностями математического характера. Поэтому при решении задач теплообмена в газокатализаторных потоках прибегают к экспериментальному способу исследования [81, 96]. [c.194]

При совместном радиационно-копвек-тивном теплообмене для определения конвективной 9 и радиационной д составляющих плотности теплового потока прибегают к покрытию равных по площади участков поверхности датчиков пленками с различными коэффициентами поглощения (например, позолота и графитовая чернь). Плотности тепловых потоков определяют по соотношениям [c.424]

Завершая краткий обзор методов определения коэффициентов теплоотдачи межу текучими теплоносителями и теплообменными поверхностями, следует отметить два обстоятельств а, Во-первых, существуют еще много видов конвективной теплоотдачи, расчетные соотношения для которых имеют структуру, аналогичную приведенным выше (теплообмен в змеевиках, теплоотдача от оребренных поверхностей, от наружных поверхностей пучков труб при сложном обтекании, от поверхностей пластинчатых теплообменных аппаратов, теплообмен поверхностей с потоками неньютоновских жидкостей, теплообмен при непосредственном соприкосновении несмешивающихся теплоносителей и т. п.) и приводятся в литературе по теплообмену. Во-вторых, определение коэффициентов теплоотдачи для соответствующих конкретных условий хоть и представляет собой одну из наиболее сложных и разнообразных задач анализа процессов теплообмена, но не является единственным этапом расчета. После вычисления значений а для конкретных видов взаимодействия теплоносителя с теплообенной поверхностью, как правило, проводится дальнейший расчет, имеющий целью определение величины необходимой поверхности теплообмена для передачи заданного количества теплоты (проектный вариант расчета). При известной величине теплообменной поверхности определяются конечные температуры теплоносителей (поверочный вариант расчета). Расходы обменивающихся теплотой теплоносителей и их теплофизические свойства обычно бывают предварительно известны. [c.264]

Расчет перепада температуры и толщины рабочего слоя жидкости. Основная трудность при определении коэффициента теплопроводности жидкостей связана с исключением конвективного способа передачи теплоты. Исследопания конвективного теплообмена в жидкостных прослойках показали, что удельный вклад конвекции в общем теплообмене через слой зависит от чисел Грасгофа [c.97]

Применение современных методов исследования строения материи к изучению структуры 1М0лекул воды говорит о том, что при конденсации водяного пара происходит образование ассоциированных групп молекул, объединяющихся во вполне определенные кристаллические решетки. Процесс конденсации паров воды представляет собой процесс кристаллизации, сопровождающийся выделением энергии кристаллообразования или энергии фазового превращения. Скрытая теплота фазового превращения, выделяющаяся в процессе конденсации пара, должна непрерывно отводиться от поверхности конденсации, в противном случае процесс конденсации прекратится. Это означает, что конденсация пара неразрывно связана с теплообменом на поверхности конденсации. В обычных условиях для выражения интенсивности такого процесса вводится коэффициент конвективной теплоотдачи а, который подсчитывается по формуле [c.109]

В ходе гидродинамических расчетов таких аппаратов следует определить сопротивление при прохождении двухфазного потока по теплообменной трубе, проследить динамику изменения паросодержания и плотности двухфазного потока по высоте трубы. Это важно для определения л0кальн010 давления в разных зонах аппарата и скорости циркуляционного потока в аппаратах с естественной циркуляцией, что в свою очередь необходимо для определения коэффициента теплоотдачи со стороны продукта. При проведении гидродинамических расчетов нужно знать ряд параметров (например, длину конвективной зоны), определяемых по результатам теплового расчета. Такая взаимосвязь гидродинамического и теплового расчетов подобных выпарных аппаратов обусловливает сложность и громоздкость расчетов, если не предпринимать радикальных упрощений, основанных на эмпирических данных по результатам пракгики эксшхуатации аппаратов этого типа. [c.183]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология