Теплоотдача при ламинарном пограничном слое

При теплоотдаче ламинарный пограничный слой и ламинарный подслой турбулентного пограничного слоя являются основным термическим сопротивлением (фиг. 1). [c.272]

При свободной конвекции от погруженных в жидкость тел, как обсуждалось в 2.5.7, по мере увеличения числа Релея имеет место постепенный переход от находящейся в покое жидкости без направленного течения к течению в топком ламинарном пограничном слое, затем следует быстрый переход к турбулентному пограничному слою. В противоположность этому для жидкости, ограниченной стенками, имеет место ряд дискретных переходов, связанных с увеличивающейся неустойчивостью типа Релея, Такие переходы в скорости циркуляции и интенсивности теплообмена наблюдались экспериментально в [10, И]. В [12] получено выражение для расчета интенсивности теплоотдачи, учитывающее влияние переходов [c.296]

Коэффициент теплоотдачи при передаче тепла конвекцией определяется, с одной стороны, сопротивлением ламинарного пограничного слоя, а с другой — сопротивлением при теплообмене между основной массой теплоносителя и пограничным слоем. [c.383]

Характер движения теплоносителя (ламинарный или турбулентный) й его скорость. С увеличением скорости теплоносителя толщина ламинарного пограничного слоя уменьшается, вследствие чего его тепловое сопротивление понижается, а коэффициент теплоотдачи возрастает. [c.383]

Иногда вместо коэффициента теплоотдачи пользуются понятием эквивалентной толщины ламинарного (пограничного) слоя. Допустим, что мы заменили турбулентную зону дополнительным ламинарным слоем, дающим такой же перепад темцературы, т. е. в турбулентной зоне предполагается идеальное перемешивание и постоянная температура. В такой заменяющей системе будет только ламинарный слой (основной и дополнительный), и будет иметь место передача тепла за счет чистой теплопроводности, которая определится известным уравнением [c.317]

При поперечном обтекании одиночной трубы условия обтекания различны с ее лобовой и кормовой сторон. На передней стороне образуется ламинарный пограничный слой, лимитирующий теплоотдачу. С кормовой стороны поток отрывается от поверхности трубы и возникают завихрения, приводящие к более интенсивной теплоотдаче в этой зоне. [c.285]

Рис. 6.8. Распределение скорости в ламинарном пограничном слое на пластине при наличии теплоотдачи и Г ./То = 0,25, Рг = 1, (О = 0,76, к = 1,4

Рис. 6.9. Распределение температуры в ламинарном пограничном слое на пластине при наличии теплоотдачи и = 0,25,

Предполагая, что отрыв пограничного слоя с поверхности ребра происходит при значениях максимума интенсивности теплоотдачи, получим картину положений точек отрыва по поверхности ребра в зависимости от режима обтекания ребристого цилиндра. Точка перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный, равно как и точка отрыва на несущем цилиндре — общая (0 я 82- -83°). Однако, если геометрическое место точек перехода [c.182]

В первой и второй областях, где имеет место ламинарный пограничный слой, очевидно можно использовать выражение (1.72) для нахождения локального значения коэффициента теплоотдачи. [c.183]

Расчет теплоотдачи вертикальных труб и пластин при значениях ОгРг>10 производится отдельно для начального участка высотой Якр, занятого ламинарным пограничным слоем, и для участка Я—Якр, занятого турбулентным пограничным слоем. Значение Якр определяется из условия [c.177]

Показано, что это соотношение хорошо согласуется с большинством экспериментальных данных для ламинарного пограничного слоя. Но отдельные группы данных ложатся на 20 % ниже или на 50% выше кривой, рассчитанной по формуле (5.5.20). Как отмечено в разд. 5.4, при Ra- 0 число Нуссельта для сферы стремится к 2,0, так как оно определяется только теплопроводностью. Если добавить это предельное значение в правую часть формулы (5.5.20), то, как указано в справочнике [28], можно предположить, что она может применяться для определения коэффициентов теплоотдачи и при малых числах Сгд. Из приводимой ниже формулы видно, что предложенная ранее в статье [176] корреляция данных учитывает этот вклад теплопроводности при малых Сго [c.291]

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]

Локальный коэффициент теплоотдачи при этом может иметь два минимальных значения (рис. 11-13,г) одно-в точке перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный, другое-в точке отрыва от поверхности трубы турбулентного пограничного слоя. Для определения среднего коэффициента теплоотдачи при поперечном обтекании трубы предложены следующие уравнения [c.296]

Влияние входного участка при турбулентном движении потока сильно зависит от условий входа. При прочих равных условиях средние значения коэффициентов теплоотдачи тем выше, чем больше на входе жидкости возмущения, обусловленные конструктивными факторами. Увеличению длины ламинарного пограничного слоя способствуют плавный вход жидкости или наличие успокоительного участка, а уменьшению возмущения, вызванные острыми кромками на входе, вводом жидкости под углом и т. п. [c.304]

В связи с тем, что толщина турбулентного пограничного слоя возрастает с увеличением расстояния от входа быстрее [пропорционально л / — см. уравнение (П. 97)] толщины ламинарного пограничного слоя [пропорционально — см. уравнение (И. 77)], при турбулентном режиме движения жидкости входной участок оказывается значительно короче, чем при ламинарном. Как показывают опытные данные по теплоотдаче к жидкостям, движущимся в трубах, при 1/0 > 16 средний коэффициент теплоотдачи практически не зависит от длины трубы. Таким образом, при турбулентном режиме движения жидкости в трубах влияние входных эффектов может заметно сказываться только для коротких труб. [c.304]

Поверхности другой формы. Кроме приведенных выше корреляционных формул и формул, рассмотренных в разд. 5.4, имеются некоторые обобщенные соотношения для оценки теплоотдачи от поверхностей различной геометрической формы, для которых отсутствуют другие конкретные данные. В режиме ламинарного пограничного слоя при 10 Ra , 10 Кинг [90] [c.291]

Режим определяется скоростью движения. Ламинарное движение наблюдается при малых скоростях, турбулентное — при больших. Однако при турбулентном режиме движения у стенки трубы всегда остается ламинарный пограничный слой, который значительно снижает интенсивность теплоотдачи. Толщина пограничного слоя зависит от физических свойств жидкости и от скорости движения ее. [c.117]

Коэффициент теплоотдачи при передаче тепла конвекцией определяется, с одной стороны, сопротивлением ламинарного пограничного слоя, а с другой стороны, сопротивлением при теп- [c.286]

Процессу отмирания ребер противостоит процесс интенсификации теплоотдачи на работающей части поверхности. Однако большая устойчивость ламинарного пограничного слоя в режиме охлаждения воздушного потока обусловливает уменьшение темпа роста теплоотдачи (перегиб вниз на рис. 1 и 2) и наоборот меньшая устойчивость пограничного слоя при нагревании воздуха помогает противодействовать отмиранию ребер. Поэтому для кривой нагревания у поверхности № 2 нет перегиба вниз, а у некоторых поверхностей, не вошедших здесь в рассмотрение, имел место перегиб вверх. [c.34]

Наиболее подробная модель пристенной теплоотдачи в зернистом слое предложена в работе Яги и Кунии [27, третья ссылка]. Общий коэффициент пристенной теплоотдачи представлен как сумма конвективной составляющей и постоя н ной составляющей не зависящей от скорости газа. Конвективная составляющая найдена на основе теории ламинарного пограничного слоя на стенке и плохо соответствует опытным данным. Постоянная составляющая рассчитывается, исходя из модели пристенного слоя как квазигомогенной среды. [c.128]

Коэффициент теплоотдачи от стенок к плотноупакованным слоям с текущим через них газом. Для расчета коэффициентов теплоотдачи от стенок необходима модель, аналогичная предложенной ранее для определения эффективного радиального коэффициента теплопроводности. В соответствии с тгей имеются два независимых тепловых Ми потока. С одной стороны, через жидкость и через твердую фазу, так же как и, в центральном ядре слоя, переносится теплота. С другой стороны, в ламинарном пограничном слое у стенки тепловой / 72 поток передается только через жидкую фазу [c.439]

Аппараты со сплошными перегородками используют обычно для чистых жидкостей. В этом случае жидкость протекает по кольцевому зазору (около 1,5 мм) между трубой и перегородкой (рис. 1.25, Э). В зазорах между перегородкой и трубами поток сильно тур-булизуется, что приводит к уменьшению толщины ламинарного пограничного слоя и, как следствие, увеличению коэффициента теплоотдачи на наружной поверхности труб. [c.28]

В статье [12] высказаны также соображения по механизму процесса теплообмена при кипении воды в трубах. Автор правильно считает, что основной причиной интенсификации теплообмена является разрушение ламинарного пограничного слоя образующимися на поверхности нагрева пузырьками пара, а также турбулентными пульсациями и, по-видимому (при еще более высокой интенсивности теплообмена), пока еще мало изученными кавитационными явлениями. Это разрушение пограничного слоя становится более интенсивным с ростом частоты образования пузырьков и числа центров парообразования, т. е. с увеличением теплового потока. Так как эти явления происходят на поверхности нагрева, то разрушение пограничного слоя представляет собой очень сложный процесс. Однако увеличение скорости основного потока никогда не приводит к полному разрушению пограничного слоя, а лишь уменьшает его эффективную толщину. Поэтому скорость в некоторых случаях менее существенно влияет на коэффициент теплоотдачи, чем тепловой поток. При увеличении турбулизации ядра потока увеличивается массообмен через ламинарный слой и возрастает интенсивность теплообмена. В связи с этим автор вводит в свое уравнение параметр ш/шкр. где аНкр.— критическая скорость, соответствующая переходу в трубах ламинарного потока в турбулентный. Введение этой величины обусловлено тем, что массообмен при ламинарном движении пренебрежимо мал, а следовательно, незначителен и теплообмен. Богданов ввел также в критериальное уравнение число Не, число Рг, отношение давлений р/ра и после обработки своих данных получил следующее соотношение [c.54]

На трубах глубинных рядов коридорного пучка максимум локальной теплоотдачи наблюдается на образующей, отстоящей от лобовой на 50 . В шахматных пучках максимум теплоотдачи труб всех рядов отмечается на лобовой образующей. Теплоотдача труб третьего и последующих рядов пучка одинакова. Если это значение принять за 100%, то в шахматных и коридорных пучках теплоотдача труб первого ряда составляет лишь 60%, второго коридорного ряда 90%, а второго шахматного ряда 70%. При прочих равных условиях в ламинарной области теплоотдача шахматных пучков в 1,5 раза выше коридорных. В смешанном режиме течения, когда передняя поверхность труб омывается ламинарным пограничным слоем, а кормовая — вихревым потоком, эта разница в теплоотдаче шахматных и кориг дорных пучков уменьшается и в пределе при Ке>10 практически исчезает. [c.177]

Рейтби и Холланде [137] разработали приближенный метод расчета теплоотдачи от поверхностей различной геометрической формы и применили его к двумерным плоским и осесимметричным течениям и к течениям в замкнутых полостях. В общем случае применения этого метода свободноконвективный ламинарный пограничный слой на поверхности разделяется на две области. Внутренняя область простирается от стенки до точки местного экстремума скорости. Внешняя область [c.275]

Lin F. N., hern S. Y., J. Heat Transfer, 103, 819 (1981). [Имеется перевод Лин, Черн. Теплоотдача в пограничном слое на неизотермической поверхности в условиях ламинарной свободной конвекции. — Труды амер. о-ва инж.-мех., сер. С, Теплопередача, 1981, № 4, с. 242.] [c.329]

Экспериментальные исследования по измерению сопротивления и теплоотдачи и непосредственное изучение пограничного слоя оптическими методами (интерфотометры, теневые и теплеровские снимки) показывают, что ламинарный пограничный слой в потоках несжимаемых жидкостей существует в области чисел R < 3 10 и в газодинамических потоках для R<2 10 . При числах R от Ю до 10 в пограничном [c.273]

Фей и Риддел [Л. 20] представили очень полное теоретическое исследование теплоотдачи диссоциированного воздуха на коническом носке высокоскоростной ракеты. Они рассмотрели эффекты гетерогенной и гомогенной рекомбинаций, аэродинамики ламинарного пограничного слоя при переменных свойствах и влияние числа Льюиса, не равного единице. Дифференциальные уравнения интегрировались численно для ряда различных условий. Выводы Фэя и Риддела для числа Льюиса, равного единице, включают следующие положения теплоотдача главным образом зависит от разности между энтальпиями газа в состояниях G и S следовательно, несущественно, устанавливается ли равновесие в состоянии 5 каталитической реакцией на поверхности или реакции в газовой фазе отклонение от равновесия в состоянии S в результате недостаточной скорости химической реакции приводит к уменьшению теплоотдачи. Некоторые из этих выводов подтверждены экспериментально Роузом и Штарком [Л. 43] и затем другими исследователями. [c.185]

Ламинарное движение наблюдается при малых скоростях, турбулентное — при больших. Однако при турбулентном режиме движения у стенки трубы всегда остается ламинарный пограничный слой, который значительно снижает интенсивность теплоотдачи. Толщина этого слоя зависит от физических свойств жидкости и екорости ее движения. С повышением скорости движения увеличивается турбулентность потока, уменьшается толщина пограничного ламинарного слоя, ускоряется интенсивность теплоотдачи. [c.146]

При естественной конвекции газы перемешаются с небольшой скоростью. Учитывая естественный процесс конвекщш, отопительные батареи устанавливают по возможности ниже, а охлаждающие батареи холодильников — часто в верхней зоне. Однако в технике естественные конвекционные течения часто оказываются недостаточными. В таких случаях прибегают к принудительной конвекции с помощью насосов или вентиляторов. Так в холодильной технике используются воздухоохладители, перемещение воздуха у охлаждающей поверхности которых осуществляется принудительно, вентиляторами, что позволяет интенсифицировать теплообмен. Как было отмечено, процесс теплообмена в жидкостях и газах обычно осуществляется действием теплопроводности и конвекции. Их совокупное действие называется конвективным теплообменом, теплоотдачей соприкосновением или просто теплоотдачей. Конвективный теплообмен (или теплоотдача) представляет собой очень сложный процесс, который зависит от многих условий. В частности, в зависимости от рода движения (свободное или вынужденное) интенсивность теплообмена различна. При ламинарном движении, когда частицы жидкости движутся параллельно стенке, перенос тепла к стенке осуществляется путем теплопроводности и зависит в основном от коэффициента теплопроводности жидкости. При турбулентном же режиме, когда частицы жидкости движутся неупорядоченно, хаотически, такой способ переноса тепла сохраняется лишь в ламинарном пограничном слое и интенсивность теплообмена возрастает в результате уменьшения толщины ламинарного слоя жидкости. На процесс теплоотдачи значительно влияют физические свойства веществ теплопроводность, плот- [c.25]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология