Течение по горизонтальной трубе постоянного сечения

Существенно, что при течении потоков внутри замкнутых каналов (внутренняя задача) понятие пограничного слоя, строго говоря, неприменимо, поскольку распределение скорости по поперечному сечению потока оказывается монотонным. Это обстоятельство иллюстрируется имеющимся аналитическим решением упрощенного уравнения Навье — Стокса для стационарного ламинарного потока в круглой горизонтальной трубе постоянного сечения. Уравнение Навье—Стокса в этом случае упрощается до следующего вида [c.10]

ТЕЧЕНИЕ ПО ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ТРУБЕ ПОСТОЯННОГО СЕЧЕНИЯ [c.61]

Основные механизмы переноса при смешанно-конвективном течении в трубах некруглого сечения остаются такими же, как и в круглых трубах. Разности температур вызывают возникновение выталкивающих сил и формируется вторичное течение, накладывающееся на основной поток. Оно начинает развиваться вблизи входного сечения трубы и становится интенсивнее ниже по потоку. Когда температура жидкости приближается к температуре стенки, оно ослабевает. При ламинарном режиме это вторичное течение вызывает интенсификацию теплообмена. В работе [23] впервые проведен анализ полностью развитого с самого начала ламинарного смешанно-конвективного течения в горизонтальных трубах прямоугольного сечения. Предполагалось, что стенка трубы имеет высокую теплопроводность, плотность теплового потока на стенке постоянна в осевом направлении, а температура стенки равномерна по периметру трубы. Были получены численные решения для степеней удлинения сечения 7 = 0,2 0,5 1 2 и 5 при Рг = 0,73. Для труб квадратного сечения расчеты были выполнены и при Рг = 7,2. Показано, что и коэффициент трения, и тепловой поток возрастают при увеличении Ре Ра. Для заданного значения Ре Ра максимальные величины коэффициента трения и теплового потока до- [c.648]

Это формула Гагена — Пуазейля для перепада давления при стационарном ламинарном течении в горизонтальной круглой трубе постоянного сечения. [c.71]

Рассмотрим вынужденное течение в горизонтальной трубе с постоянной температурой стенки to, которая выше температуры жидкости во входном сечении трубы tu Поскольку вблизи стенки тепло передается жидкости, начинается вторичное течение. В окрестности входного сечения влияние естественной конвекции на теплообмен остается слабым. Однако при движении по потоку оно усиливается и становится максимальным, когда достигается максимум температуры, обусловленный нагревом все большей части жидкости. Затем это влияние ослабевает, когда средняя температура жидкости приближается к температуре стенки. [c.642]

Использование метода анализа размерностей, изложенного в разделе 3.7, позволяет установить, от каких факторов зависит коэффициент трения /, определяемый формулой (6.2). В качестве конкретного примера разберем течение жидкости в гладкой горизонтальной трубе длиной L (см. рис. 6-1, стр. 178). Будем предполагать течение установившимся , а плотность р и вязкость ц, жидкости постоянными. Кроме того, примем, что в некотором сечении трубы z = О известны распределение скоростей и давление в центре того же сечения (т. е. в точке г = О, 2 = 0), равное р . Совершенно очевидно, что на распределение скоростей в нижней по отношению к сечению z = О части потока (при z > 0) существенное влияние оказывает картина течения при z < 0. Если часть трубы, соответствующая отрицательным значениям координаты z, достаточно длинна, профиль скоростей в сечении z = О является полностью установившимся и скорость не зависит от z при z > 0. Если же длина участка трубы с отрицательными значениями координаты z очень мала или равна нулю, то при Z >0 скорость есть функция z. [c.174]

В данном случае предполагается, что труба прямолинейна и горизонтальна, не имеет боковых ответвлений и течение газа изотермическое. Течение газа отличается от течения жидкости тем, что при постоянном сечении трубопровода линейная скорость течения по длине трубы не остается постоянной, как у жидкости, а возрастает, так как по мере движения газа давление его благодаря потерям на трение падает, а следовательно увеличивается объем. Это приводит к тому, что потери напора на равных по длине участках трубопровода неодинаковы между собой, как при течении жидкости, а увеличиваются по длине трубы. Следовательно, падение давления по длине происходит не линейно, как у жидкости, а по некоторой кривой (рис. 197). [c.344]

Уравнение Бернулли (1-32), выведенное для идеальных жидкостей, как уже было сказано, нельзя применять к газам н реальным жидкостям. При движении потока по горизонтальным трубопроводам с постоянным сечением особенно часто можпо наблюдать падение давления, не соответствующее уравнению (1-32). Причиной этого несоответствия является необратимость процесса течения реальной жидкости, вызванная трением. Поэтому в таких случаях следует применять уравнение (1-36), учитывающее поправку на необратимость процесса. Поправку эту, являющуюся количественным выражением трения во время течения жидкости, называют сопротивлением. Опыт показывает, что сопротивление существует даже в трубах с почти идеальной гладкой поверхностью (например в [c.15]

Рис. 10.7.2. Изменение числа Нуссельта при развитом смешанно-конвективном течении в горизонтальных трубах прямоугольного сечения при постоянной плотности теплового потока на стенке. (С разрешения авторов работы [231. 1969, ASME.)

В работе [108] осуществлено аналогичное экспериментальное исследование с целью определить влияние естественной конвекции на теплообмен при течении воздуха в горизонтальной трубе при постоянной плотности теплового потока на стенке. Был сделан вывод, что при Re Ra = 10" вторичное течение становится весьма интенсивным и образуется пара симметричных горизонтальных вихрей. При Re Ra = 10 естественная конвекция оказывает заметное влияние на теплообмен в ламинарном течении. Было найдено, что критическое число Гейнольдса, при котором происходит переход к турбулентному режиму течения, зависит как от числа Рэлея, так и от уровня турбулентности втекающей жидкости. При высоких уровнях турбулентности на входе в трубу и отсутствии нагрева критическое число Рейнольдса составляет около 2000 и возрастает при увеличении числа Рэлея. Это объяснялось влиянием вторичного течения, подавляющего турбулентность. С другой стороны, при низком уровне турбулентности на входе критическое число Рейнольдса заметно выше (примерно 7700) и снижается при увеличении числа Рэлея. Усиливающееся вторичное течение вызывает переход к турбулентному режиму при меньших Re. На основании экспериментальных данных предложено следующее корреляционное соотношение аля критического числа Рейнольдса при низком уровне турбулентности течения во входном сечении трубы [c.644]

Критическая скорость. При течении смеси пара и жидкости в канале постоянного сечения существует максимальный или критический массовый расход, аналогичный скорости звука при сжимаемом течении газа. Условия существования критической скорости рассматривают Швеппе и Фуст [83] и Харви и Фуст [41], хотя полностью они и не исследуют их. Исходные данные были взяты для восходящего потока воды, однако термодинамический анализ может быть применен и для горизонтального потока. Теоретические данные сравнивались с опытными для воды, полученными в вертикальном испарителе из нержавеющей стали (внутренний диам. 28.4 мм, высота 6,1 м) при температурах в паросборнике от 52 до 93°, различных температурах стенки и пределах скоростей на входе от 0,11 до 0,4 м/сек. Был сделан вывод, что критический расход часто достигался в конце трубы и что поток затем адиабатно расширялся до давления и температуры, которые имеют место в паросборнике. [c.541]