Теплоотдача при вынужденном ламинарном потоке

Ламинарный режим. Ламинарное движение обычно осложняется естественной конвекцией, возникающей вследствие разности температур по сечению потока. Теплоотдача усиливается при наличии свободного движения жидкости, вызывающего некоторое ускорение потока, особенно заметное у вертикальных труб при противоположных направлениях вынужденного и свободного движения. В этом случае применимо уравнение [c.284]

Теплоотдача при вынужденном поперечном омывании пучков труб. При поперечном обтекании одиночных труб и тем более пучков труб практически всегда имеет место турбулентный режим. Опыт показывает, что плавное, безотрывное обтекание одиночного цилиндра происходит только при очень малых значениях Re(Re<5). При поперечном обтекании переход от ламинарного потока к турбулентному не происходит резко при превышении критического значения Ре, как это имеет место для потока в трубе. [c.110]

Теплоотдача при вынужденном поперечном обтекании труб. Для того чтобы лучше понять зависимость коэффициента теплоотдачи от гидродинамических условий обтекания теплоносителем наружной поверхности труб, рассмотрим вначале поперечное обтекание одиночной трубы, а затем-пучка труб. При поперечном обтекании трубы на лобовой части ее поверхности образуется ламинарный пограничный слой, толщина которого постепенно увеличивается (рис. 11-13). При обтекании лобовой части трубы сечение потока уменьшается, скорость жидкости увеличивается, а давление у поверхности падает. В кормовой части трубы давление увеличивается, так как скорость уменьшается скорость жидкости в пограничном слое также снижается, а начиная с некоторого сечения частицы движутся в обратном направлении, образуя вихри, которые периодически отрываются с поверхности трубы и уносятся потоком (подробнее см. разд. 6.8). При этом соответственно изменяется значение локального коэффициента теплоотдачи по поверхности [c.295]

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]

При вынужденной конвекции существенную роль играет характер движения потока жидкости или газа. При малых скоростях частицы жидкости или газа движутся по параллельным траекториям, направление которых совпадает с основным направлением потока. Такой режим потока называется ламинарным и пр.и нем скорость в любом сечении трубы, являясь макси.чальной по оси ее, по мере приближения к стенкам плавно снижается, приближаясь к нулю у самой стенки. Теплооб.мен между потоком и стенкой при ламинарном режиме осуществляется в основном за счет теплопроводности и естественной конвекции среды. При обычно малой теплопроводности жидкостей и газов соответствующие значения коэффициентов теплоотдачи невелики. [c.105]

Ламинарное движение (Не 2000). Вследствие неизотермичности потока и малой скорости вынужденного ламинарного движения на теплоотдачу оказывает влияние изменение физических свойств по сечению трубы и свободное движение. При этом различают два режима ламинарного течения 1) вязкостный, когда из-за преобладания сил вязкости над подъемными влияние свободной конвекции отсутствует, а изменение вязкости по сечению трубы влияет на профиль распределения скоростей 2) вязкостно-гравитационный, когда распределение скоростей по сечению зависит не только от изменения вязкости, но и от направления и интенсивности поперечных токов свободного движения, обусловленного разностью температур жидкости у стенки трубы и вдали от нее. [c.21]

Необходимо подчеркнуть, что коэффициент теплоотдачи при свободной конвекции значительно больше коэффициента теплоотдачи при вынужденном, ламинарном потоке, не подверженном действию подъемной силы. Это объясняется постоянным контактом свежих порций теплоносителя с поверхностью нагрева при свободном его движении. [c.372]

Коэффициент теплоотдачи при вынужденном ламинарном потоке в прямой трубе круглого сечения. В данном случае следует учитывать зависимость теплоотдачи от естественной конвекции жидкости, а также направления теплового потока. [c.309]

Теплоотдача может осуществляться при движении потока а) вынужденном, турбулентном (так называемая вынужденная конвекция), ламинарном, переходном б) свободном, гравитационном, турбулентном, ламинарном, гравитационном конденсате (конденсация) при естественной конвекции свободном кипении (испарение) в) смешанном. [c.141]

Выше была рассмотрена теплоотдача при вынужденном ламинарном движении потока. Приведенные уравнения, строго говоря, относятся собственно к ламинарному потоку, между тем ему часто сопутствует некоторая конвекция, вызванная разностью температур и, следовательно, разностью плотностей теплоносителя (рис. 3-68). Таким образом, возникает очень сложный случай, который характеризуется теплоотдачей в ламинарном потоке, усложненном естественной конвекцией. Эти явления наблюдаются при теплоносителях с низкой вязкостью (газы и жидкости с малым [c.263]

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ЛАМИНАРНОМ ПОТОКЕ [c.177]

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ЛАМИНАРНОМ ДВИЖЕНИИ ПОТОКА С ТЕПЛОВЫМИ ТЕЧЕНИЯМИ [c.263]

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]

Теплоперенос (теплоотдача) при вьгаужденном движении (количественные связи). Гидродинамика и, следовательно, теплообмен при вынужденном движении характеризуется двумя режимами, определяющимися соотнощением сил трения и инерции в потоке теплоносителя. В ламинарном режиме течения теплоносителя (Re 2300 в трубах и каналах) при наличии градиента температуры из-за теплообмена может возникнуть свободная конвекция, влияющая на численное значение коэффициента теплоотдачи. [c.287]

На рис. 3.4 видно уменьшение нестационарного потока во времени в случае вынужденной конвекции для ламинарного обтекания пластины при линейном возрастании температуры поверхности. Поскольку тепловой поток изменяется со временем нелинейно, коэффициент теплоотдачи оказывается функцией времени. [c.142]

Физическая сущность влияния акустических колебаний на теплообмен при естественной или вынужденной коивекции сводится, по П. Н. Кубанскому [168—170], к воздействию акустических течений на пограничный слой и ламинарный подслой жидкости. Так, осесимметричное и плоское акустические течения у стенки гладкого цилиндра, направленные по нормали к поверхности, глубоко проникают в эти слои. Вследствие этого указанные слои претерпевают деформацию, смещение в иное положение и турбулизацию. Осесимметричные акустические течения у возбужденных резонансных систем пронизывают пограничный слой и внедряются в поток, вызывая сильные возмущения в ламинарном подслое, пограничном слое и потоке, омывающем цилиндр. Результатом всех этих изменений и является интенсификация процессов теплоотдачи. [c.67]

Уравнения, найденные для теплоотдачи при определенном характере движения потока, т. е. ламинарном или турбулентном, теряют свое значение при переходном режиме. Поэтому, когда публикуют формулы теплоотдачи (например, для вынужденного потока в трубопроводе), то всегда оговаривают, в каких пределах они справедливы. Например, для газов и жидкостей с низкой вязкостью формулы имеют силу при Ке > 2100, для жидкостей же с вязкостью, в два раза превышающей вязкость воды, при Ке > 10 000. [c.185]

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]

Авторы работы [44] применили метод возмущений для расчета влияния естественной конвекции на полностью развитое ламинарное течение в горизонтальной трубе при граничном условии постоянной плотности теплового потока. Среднее число Нуссельта было существенно выше, чем в условиях только вынужденной конвекции. Отметим, что предположение о полностью развитом течении означает полностью развитое вынужденное течение на входе в нагреваемую секцию трубы. Подробный численный расчет полностью развитого ламинарного смешанноконвективного течения в горизонтальной трубе проведен в работе [119]. В случае постоянной плотности теплового потока на стенке получены решения для коэффициента теплоотдачи и падения давления в потоке воды при двух предельных граничных условиях. При высокой теплопроводности стенки трубы значения числа Нуссельта и коэффициента трения выше, чем при низкой теплопроводности стенки. Кроме того, в последнем случае отмечено существенное изменение температуры стенки по окружности трубы. Вслед за этими расчетами выполнено экспериментальное исследование [8], в котором проводились визуальные наблюдения и количественные измерения характеристик течения воды в нагреваемой стеклянной трубе. Было установлено, что естественная конвекция вызывает возникновение вторичного течения на сравнительно коротком участке трубы. [c.645]

Можно предвидеть существенное различие в воздействии на рабочий процесс детонационного и недетонационного стука . Основной вредный эффект детонации в двигателе создается резким усилением теплоотдачи от сгоревшего заряда в стенки цилиндра под действием массового потока ударных волн нри его отражении от стенок (см. [46]). С этим связано не только увеличение теплопотерь, по и что наиболее существенно, прогрессирующий разогрев деталей, возникновение самовспышек и, как результат нерегулируемого раннего зажигания, прогрессирующее усиление детонации. В противоположность этому при недетонационном стуке можно ожидать лишь незначительное усиление теплоотдачи в стенки. Зато создаваемая волнами сжатия вынужденная турбулизация обеспечивает быстрое сгорание последних, наиболее плотных порций заряда, неносредственно прилегающих к стенкам и сгорающих в нормальном режиме со скоростью ламинарного пламени. Затягивание же сгорания на ход расширения снижает эффективность цикла, и тем сильней, чем выше степень сжатия и больше масса заряда, заключенная в пристеночном слое. Этим, в основном, обусловлено то известное обстоятельство, что с повышением степени сжатия возрастание КПД все больше отстает от теоретического , т. е. такого, которое соответствует формуле. [c.411]