Важнейшие случаи теплоотдачи

Одним из важнейших случаев сложного теплообмена является процесс распространения тепла одновременно конвекцией и тепловым излучением. Для расчета такого случая теплообмена це [есо-образно применить уравнение, по форме аналогичное уравнению конвективного теплообмена (6.41), но с приведенным коэффициентом теплоотдачи. [c.147]

Таким образом, шесть самых важных случаев теплоотдачи описаны со всей полнотой при помощи шести простых критериев подобия и одной размерной группы (если не считать поправку у 1 Ц ). Система этих уравнений настолько однородна, что ее можно охватить одним универсальным уравнением с одной заменяемой безразмерной группой тс, которая в зависимости от конкретного случая приобретает значения Ке, Ке , К. V. Критерий Нуссельта во всех этих уравнениях содержит характерный поперечный размер потока, который в случае вынужденного движения соответствует диаметру (/ = й ), а во всех остальных случаях Продольный размер всюду входит в симплексы [c.272]

Для каждой разновидности радиационного режима теплообмена характерна определенная, оптимальная степень черноты пламени, при которой теплоотдача является наибольшей. Оптимальная степень черноты пламени тем ниже, чем больше эксцентриситет излучения в сторону футеровки, т. е. чем больше роль футеровки как посредника в теплообмене. Необходимо стремиться каждую разновидность радиационного теплообмена эксплуатировать в оптимальных для нее условиях, и поэтому для прямого направленного теплообмена целесообразно применение сортов топлива с большим содержанием углеводородов, особенно тяжелых. К ним в первую очередь. относятся мазуты марок 80 и 100 и попутный нефтяной газ. Подачу топлива рекомендуется осуществлять малым числом длиннопламенных горелок с внешним смешением. Факелы должны сохранить свою индивидуальность возможно дольше, поэтому циркуляция газов в рабочем пространстве противопоказана и должна быть сведена к минимуму. Факелы направляются на поверхность нагрева под углом, причем угол наклона устанавливается с помощью физического моделирования или опытным путем. В силу указанного при конструировании горелочных устройств следует предусматривать возможность изменения угла наклона. Все сказанное выше особенно важно для предельного случая прямого направленного теплообмена. [c.83]

Общий способ выявления природы и происхождения важных определяющих параметров состоит в приведении к безразмерному виду полной системы уравнений, выраженных через характерные величины и относящихся к какому-либо частному случаю течения, например к изображенному на рис. 2.8.1. Методика заключается в определении параметров, от которых зависит перенос. Например, целью расчета является определение результирующего коэффициента конвективной теплоотдачи /г или числа Нуссельта Ыи = кЬ/к. Расчет выполняется путем решения системы уравнений при заданных граничных условиях относительно функции t x,y,z, x) и последующего вычисления плотности теплового потока к жидкости на поверхности раздела между жидкостью и стенкой. Затем плотность теплового потока интегрируют по площади поверхности А и определяют полный тепловой поток Q. [c.59]

В природе и технике часто встречаются индуцированные выталкивающей силой течения, возникающие в окружающей среде со стратификацией плотности. Особое значение имеет это явление при сбросе энергии и вещества в окружающую среду, в системах хранения энергии, например в солнечных накопителях, и при теплоотдаче от тел, находящихся в замкнутых полостях. В этих условиях важно определить влияние стратификации плотности в окружающей среде на течение и тепломассоперенос от конкретного тела. В разд. 3.6 рассмотрена устойчивость стратифицированной среды и показано, что в жидкости, плотность которой уменьшается с увеличением температуры, для сохранения устойчивой стратификации необходимо, чтобы окружающая температура уменьшалась медленнее, чем в адиабатически стратифицированной среде. Это условие удовлетворяется, если окружающая температура увеличивается с высотой. Именно такой случай изучен наиболее всесторонне. [c.143]

Для обоих тепловых граничных условий (постоянной температуры стенки и постоянной плотности теплового потока на поверхности) автомодельные решения существуют лишь для двух значений угла при вершине клина, даже если пренебречь В . В работе [51] методом возмущений проведен расчет влияния обеих составляющих выталкивающей силы на смешанную конвекцию около изотермического клина с произвольным углом при вершине. Рассматривались две ориентации клина, показанные на рис. 10.5.1, когда плоскость симметрии клина располагалась горизонтально (случай А) или вертикально (случай Б). При нулевом угле при вершине клина (лР = 0) первый случай соответствует горизонтальной поверхности, а второй — вертикальной поверхности. В общем случае важны и продольная, и нормальная составляющие выталкивающей силы. При горизонтальной ориентации клина и л р > 90° и при вертикальной ориентации и лр < 90° величина нормальной составляющей выталкивающей силы меньше величины продольной составляющей. Теперь рассмотрим результаты расчета местных значений напряжения трения и коэффициента теплоотдачи, полученные в работе [51] при Рг = 0,73. [c.610]

Важной особенностью этого случая является то, что не требуется решать уравнение (41) нет необходимости устанавливать ход кривой, соединяющей О и 5 на рис. 6, при заданном расположении этих точек, ибо при любом ходе кривой интенсивность теплоотдачи будет одной и той же. [c.197]

После ряда проектных разработок и предварительного выбора конструкции нового типа теплообменника, которая ляжет в основу создаваемого аппарата, инженер сталкивается с необходимостью принять трудное решение. Он знает, что существует некоторая неопределенность в значениях используемых в расчетах коэффициентов теплоотдачи и коэффициентов гидравлических потерь. С одной стороны, если исходить из наиболее неблагоприятного случая накапливания всех ошибок, иногда можно получить увеличение стоимости теплообменника на пятьдесят процентов с другой стороны, ошибочный выбор размеров приведет к неправильным характеристикам. Это может потребовать не только дополнительных расходов, но и ощутимо сказаться на показателях работы в целом всего предприятия, в схему которого он включен. Стоимость оборудования для испытаний, предназначенного для проведения всей программы экспериментов на больших аппаратах, может стать огромной. Только стоимость необходимого источника тепловой энергии может значительно превосходить стоимость теплообменника. К счастью, многочисленные эксперименты показали, что ряд важных испытаний может быть проведен на соответствующих уменьшенных моделях [1 — 4]. Действительно, часто на таких моделях удается провести более полные испытания, причем с существенно меньшими затратами, чем на натурных теплообменниках. Модели могут быть построены более быстро и в них легче внести в случае необходимости какие-либо изменения, тем самым можно сберечь много драгоценного времени. [c.310]

Интересно построены некоторые обобщенные зависимости для теплообмена при кипении в трубах в условиях вынужденной циркуляции жидкости. Важная особенность процесса, соединяющего в себе кипение и вынужденное движение, заключается в том, что в этих условиях для коэффициента теплоотдачи можно найти характерное значение (и, следовательно, отпадает необходимость представления его в виде числа Ыи). В качестве такого значения естественно принять величину, соответствующую теплообмену без кипения (при прочих равных условиях). Таким образом, коэффициент теплоотдачи может быть введен в обобщенные уравнения в виде отношения aq ao, где индексами отмечены коэффициенты теплоотдачи при кипении с плотностью потока д и, соответственно, без кипения (для случая собственно конвективного теплообмена). [c.314]

Необходимо рассмотреть процесс теплопроводности в том случае, когда труба по всему вертикальному сечению не заполнена жидкостью, которая только стекает по стенкам (пленочное течение). Механизм теплопередачи здесь будет подобен механизму пленочного течения жидкости по вертикальным плоскостям. Такой случай часто встречается при охлаждении жидкости. Здесь важно знать, когда коэффициент теплоотдачи будет выше—при стекании жидкости тонким слоем по стенке вниз нли при подъеме жидкости вверх с той же весовой скоростью, но со сплошным заполнением трубопровода. Из рассмотрения механизма ламинарного стекания жидкости известно, что толщина слоя 8 зависит от весовой скорости потока Г на единицу ширины стенки [c.408]

Естественная конвекция у вертикальной стенки. Важным в технике случаем является теплоотдача от вертикальной стенки к жидкости, движуш ейся параллельно стенке за счет естественной конвекции. Свободная конвекция возникает в любой системе, в которой плотность жидкости меняется по пространству. Однако, если жидкость находится в вынужденном движении, влияние свободной конвекции обычно незначительно. Если поток за счет вынужденной конвекции уменьшается, появляется область, в которой имеют значение оба механизма. Пример, который будет рассмотрен в этом разделе, — это предельный случай, когда движение вызывается только нагревом. [c.314]

В заключение обсудим некоторые соображения, относящиеся к числу 51, которое играет такую важную роль в гидродинамической теории теплообмена. Смысл этого числа как безразмерной формы коэффициента теплоотдачи был обоснован ссылкой на тождество 51= = Ми/Ре ( 19). Однако комплекс а/срри можно получить и непосредственно из уравнения теплообмена, написанного для случая движения по трубе, в виде (отвечающем одномерной модели процесса) [c.241]

Если канал обогревается с одной стороны горячей водой, температуры которой на входе и выходе постоянны при любых скоростях, а продукт при любых скоростях нагревается от Г1 до Т , то важно установить, как изменяется длина канала с изменением скорости движения продукта. Этот случай наиболее удобен для анализа потому, что соотношение расхода горячей воды и продукта связано с кратностью. При постоянной кратности и постоянной площади поперечных сечений каналов для воды и жидкости с изменением скорости течения жидкости коэффицр ей ы теплоотдачи по обе стороны стенки будут изменяться в одинаковой пропорции в зависимости от этой скорости. [c.21]

Принятая в уравнении (3.3) форма представления удельного потока тепла в виде произведения двух сомножителей — коэффициента теплоотдачи и температурного напора — чрезвычайно широко распространена, особенно в технической литературе. В ней отражена определенная идея, характеризующая влияние физических условий процесса теплообмена на его интенсивность. Различие температур поверхности тела и окружающей среды есть первопричина возникновения процесса. Их разность — температурный напор — самым существенным образом влияет на величину удельного потока тепла. Однако при заданном температурном напоре удельный поток может иметь весьма различные значения в зависимости от множества факторов, определяющих физическую обстановку процесса (свойства среды, состояние ее движения, геометрические свойства тела), с >чевидно, целесообразно выделить прямое влияние температурного напора с тем, чтобы получить количественную меру интенсивности пропесса, обусловленной только особенностями физической обстановки взаимодействия тела и среды. Именно такой мерой является коэффициент теплоотдачи. Конечно, условия взаимодействия тела и среды сами изменяются в зависимости от температурного напора. Во многих важных случаях можно этим влиянием пренебречь и рассматривать коэффициент теплоотдачи как величину, независимую по отношению к температурному напору. Кроме того, если даже влияние температурного напора отчетливо выражено (характерный случай, который будет рассмотрен позднее, — теплообмен в условиях свободного движения), то все же а зависит от Д Г значительно слабее, чем д, и за- исимость эта имеет опосредствованный косвенный характер. [c.67]

Третий раздел начинается анализом двухфазного течения ла-ровоздущных смесей приводятся данные по падению давления, относительному движению жидкости и коэффициентам теплоотдачи. Далее рассматривается более сложный случай испарения при принудительной циркуляции внутри горизонтальных труб, вносящий дополнительные факторы в образование пузырей внутри трубы и ускоряющий поток в результате увеличения количества пара. Рассматривается иапарение при принудительной циркуляции внутри вертикальных труб, приводящее к новому важному понятию — гидростатическому напору. В заключение рассматривается работа испарителей с естественной циркуляцией. [c.499]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология