Теплоотдача при турбулентном пограничном слое

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]

Сопоставляя интенсивность теплоотдачи в зоне отрыва с интенсивностью теплоотдачи в безотрывном турбулентном потоке (при турбулентном пограничном слое), получим [c.187]

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]

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]

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]

Мы будем рассматривать, главным образом, ламинарные течения. В связи с тем, что для анализа турбулентного пограничного слоя используются полуэмпирические методы, получение некоторых постоянных в выражениях коэффициента сопротивления связано с использованием надежных экспериментальных данных. В обычной гидродинамике для определения коэффициента теплоотдачи при известном законе изменения касательных напряжений обычно используется аналогия Рейнольдса. Однако в магнитной гидродинамике аналогия Рейнольдса неприменима, и для определения эмпирических постоянных необходимо измерять как сопротивление трения, так и коэффициент теплоотдачи. До последнего 6 [c.6]

Альтман и Вайс [Л. 1] рассматривали влияние реакций ассоциация—диссоциация в турбулентном пограничном слое на теплоотдачу Они учли тот факт, что число Льюиса в ламинарном подслое может быть не равно единице, и получили формулу, связывающую с температурами и составами в состояниях 5 и С . Авторы не утверждали явно, что основным фактором для теплоотдачи является (для числа Льюиса, равного единице) разность энтальпий и пришли к необходимости определения эффективной разности температур , учитывающей химические эффекты. Подобный подход использовался автором данной статьи в более ранней работе по горению жидких топлив Л. 46]. Альтман и Вайс рассматривали влияние гомогенных реакций только качественно. [c.184]

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]

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

Тогда в области О < х < х р коэффициенты теплоотдачи и трения рассчитывают по формулам справедливым для ламинарного пограничного слоя, а в области х > — по формулам, справедливым для турбулентного пограничного слоя, [c.189]

Как указывалось в 6.4, аналогия Рейнольдса справедлива, если для жидкости число Рг = 1. Для расчета теплоотдачи в других условиях Л. Прандтль (1910 г.) предложил рассматривать турбулентный пограничный слой состоящим из двух зон турбулентного ядра и вязкого ламинарного подслоя. Позже (1916 г.) эту идею высказал Дж. Тейлор. [c.203]

Для турбулентного пограничного слоя коэффициент теплоотдачи, во-первых, практически не зависит от граничных условий и, во-вторых, не за- висит от х [c.224]

Поведение коэффициента теплоотдачи на начальном участке зависит от условий на входе в трубу. На практике чаще всего встречается вход в трубу со скачкообразным изменением поперечного сечения (вход с уступом). Тогда за острой кромкой образуется небольшая область вихревого течения (рис. 10.5), а затем имеет место турбулентный пограничный слой, который довольно быстро нарастает, так что уже при х/с/ > 20 (х — координата, отсчитываемая от входа в трубу) наступает стабилизация теплооб- [c.270]

Обращаем внимание, что для турбулентного режима течения теплоносителя в пограничном слое на вертикальных пластинах и трубах показатель степени п = 0,33 1/3. В критерий Gr характерный размер входит в кубе, т. е. следовательно, в (4.32) справа величина I будет в первой степени, и в число Nu величина I входит тоже в первой степени. Следовательно, коэффициент теплоотдачи а для турбулентного пограничного слоя не зависит от линейного вертикального размера теплообменной поверхности. Этот вывод согласуется с рис. 4.17а зона формирования пограничного ламинарного слоя для больших по вертикали теплообменных поверхностей очень незначительна, а выше этой зоны толщина S ламинарного пограничного слоя практически неизменна. Поэтому а Л/(5 не зависит от вертикального размера I. [c.286]

Локальный коэффициент теплоотдачи при этом может иметь два минимальных значения (рис. 3,г) одно - в точке перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный, другое - в точке отрыва от поверхности трубы турбулентного пограничного слоя. [c.14]

В третьей главе рассматриваются вопросы турбулентных течений, которые недостаточно полно освещены в литературе. Практический интерес представляют опыты, в которых исследовалось влияние продольного градиента давления и сжимаемости потока на значение допустимого числа Рейнольдса шероховатости обтекаемой поверхности. Определена допустимая высота элементов шероховатости, при которой интегральные характеристики турбулентного пограничного слоя (поверхностное трение и теплоотдача) остаются еще неизменными. [c.8]

Влияние турбулентности потока на теплообмен и аналогию Рейнольдса в турбулентном пограничном слое. Изучению влияния высокого уровня турбулентности потока е = /Uoo на безразмерный коэффициент теплоотдачи в турбулентном пограничном слое (число Стантона) [c.154]

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ТУРБУЛЕНТНОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ [c.192]

Рис 7-11 Теплоотдача пластины при турбулентном пограничном слое. [c.198]

Местные коэффициенты теплоотдачи при продольном омывании пластины турбулентным пограничным слоем в этом случае можно рассчитывать по формуле [c.255]

Жидкость поступает в трубу ламинарным потоком с равномерным распределением скорости и с таким расходом, что Ке > >> 2100. Это условие может выполняться при скругленном входе. У входа образуется ламинарный пограничный слой, который переходит в турбулентный на критическом расстоянии, как это было уже описано в гл. 12 для случая обтекания плоской пластинки. Толщина турбулентного пограничного слоя возрастает с увеличением расстояния от входа, пока он не заполняет всю трубу, образуя турбулентное ядро и ламинарный подслой на стенке. Дальше течение во всех отношениях тождественно течению, которое развилось бы при турбулентном потоке на входе. Такой характер течения отражается на значениях местного коэффициента теплоотдачи, который уменьшается от бесконечности у входа до некоторого минимального значения в критической точке, где ламинарный пограничный слой сменяется турбулентным. Возле этой точки коэффициент теплоотдачи возрастает на коротком участке, [c.326]

Бобе и Малышев [32] использовали зависимость вида (5.35) для обработки опытных данных, полученных Гейзером [178] и Берманом [31] по конденсации водяного пара из паровоздушной смеси и опытные данные Моффета и Кейса [186] по исследованию влияния на теплоотдачу отсоса газа из турбулентного пограничного слоя на плоской пластине. Эти опытные данные при хорошей согласованности между собой с погрешностью 15% описываются уравнением, предложенным Кутателадзе и Леонтьевым [89] для квазиизотермического однородного турбулентного пограничного слоя [c.161]

Оби ее корреляционное соотношение для средних коэффициентов теп.юотдачи при продольном обтекании плоской пластины. В большинстве практических случаев встречаются пластины с тупой передней кромкой и высокой степенью турбулентности набегающего потока. Вследствие этого на всей длине пластины существует только турбулентный пограничный слой и не наблюдаются резкие нзменения чисел Нуссельта от значений, задаваемых (2), до значений, определяемых зависимостью (8). В [7] получена графическая корреляция экспериментальных данных по теплообмену при течении воздуха на плоской пластине при 101<Нег<10 . Как показано в [8], приведеиное ниже соотношение не только хорошо описывает данные [7], но и удовлетворительно согласуется с измеренными значениями коэффициентов теплоотдачи в широком диапазоне чисел Прандтля [c.242]

Расчеты показали, что доля коэффициента теплоотдачи луче-псиусканием л в суммарном коэффициенте еплоотдачи а даже при охлаждении поверхности модели до температуры кипения жидкого азота незначительна. Так, нри турбулентном пограничном слое среднее значение л составляет 1—2% от величины а и 3—4% при ламинарном обтекании. [c.38]

Опыты проводились для чисел М = 3 3,5 и 4 и различных чисел Рейнольдса при ламинарном н турбулентном пограничных слоях. Величина теплового потока составляла 2-10 —5- 10 Вт/м . Это дало возможность получить шпроки11 диапазон изменения коэффициентов теплоотдачи, а значит Т и Т . [c.38]

Интересное теоретическое исследование влияния пульсаций давления в потоке таза на конвективный теплоо-бмен выполнено Костерины М, Кожиновыл и Леонтьевым [5-18], которые дали решение для случаев турбулентного пограничного слоя на плоской пластине и в начальном участке цилиндрической трубы при периодической пульсации скорости в основном потоке газа. Анализ полученных уравнений показал, что пульсации скорости могут существенно влиять на коэффициенты сопротивления и теплоотдачи. [c.229]

Указанные особенности турбулентного пограничного слоя отражаются на процессе конвективного теплообмена. Вследствие интенсивного перемешивания в основной части слоя распределение температуры по нормали к пластине близко к равномерному Большие градиенты температуры наблюдаются лишь в пристенной области потока. В целом профиль температуры (при Рг я 1) подобен профилю скорости. Отсюда следует, что плотность теплового потока (или коэффициент теплоотдачи а) ведет себя так, как показано на рис. 6.3. В области ламинарного пограничного слоя местный коэффициент теплоотдачи при обтекании пластины (Г = onst) можно рассчитать по формуле (см. 5.5) [c.191]

Рассмотрим свободную конвекцию воздуха вдоль нагретой вертикальной трубы (рис. 7.1). Как и при вынужденном обтекании, около трубы имеется пограничный слой. Вначале толщина слоя и скорость воздуха малы, течение ламинарное. Коэффициент теплоотдачи а в этой области по мере продвижения вверх уменьшается. Далее, при определенной толщине слоя ламинарное течение теряет устойчивость, струйки воздуха испытывают поперечные колебания и течение становится волновым (локонообразным). В верхней части трубы упорядоченное движение нарушается, воздух интенсивно перемешивается, образующиеся вихри систематически отрываются от поверхности трубы, т.е. здесь имеет место турбулентный режим движения воздуха. Таким образом, как и при вынужденном обтекании пластины, в случае свободной конвекции около вертикальной трубы (или вертикальной плоской стенки) наблюдается ламинарный, переходный и турбулентный режимы течения в пограничном слое. В соответствии с этим находится и характер изменения а по высоте стенки (рис. 7.1). В области турбулентного пограничного слоя значение а практически постоянно, так как оно в значительной степени зависит от толщины вязкого подслоя, которая (в отличие от вынужденного обтекания пластины) не возрастает, а остается постоянной. В первую очередь это объясняется тем, что по мере продвижения к верхнему краю стенки скорость свободного движения воздуха увеличивается, в то время как при вынужденном обтекании пластины [c.218]

Теория пограничного слоя, основные уравнения которой для ламинарного потока были установлены Л. Прандтлем в 1904 г., вскоре, после своего возникновения была с успехом использована (Г. Бла-зиусом в 1907 г.) для первого в истории гидроаэродинамики рационально обоснованного метода расчета сопротивления трения, а по прошествии примерно двадцати лет после этого и для теоретического расчета теплоотдачи с поверхности тела. Благодаря существенному вкладу, сделанному Т. Карманом, предложившим в 1921 г. простой приближенный метод расчета ламинарного и турбулентного пограничного слоя, идеи теории пограничного слоя быстро распространились в кругах инженеров и заняли заслуженное место в разнообразных практических применениях. [c.9]

Рисунок 3 Схема нонеречного обтекания трубы тенлоносителем а-нри ламинарном пограничном слое б -при турбулентном пограничном слое в -распределение скорости у поверхности трубы г - изменение локального коэффициента теплоотдачи по поверхности цилиндра (1 Яе=70 800 2 Яе=219 ООО)

Теплоотдача от плоской пластины при обтекании булентным потоком жидкости. Как и ранее, ограннч приближением пограничного слоя это приближ исходит из анализа уравнений движения жидкое переноса теплоты в турбулентном пограничном сло [c.122]

Ф, Чухановым сравнение между фильтрующимся и запыленным потоками показало, что при прочих равных условиях запыленный поток имеет бо./1ьший коэффициент теплоотдачи и требует меньшей затраты энергии иа создание турбулентного пограничного слоя, чем филь-труюпщйся поток. Основной причиной этого является то, что у запыленного потока образование турбулентного пограничного слоя происходит при меньших значениях Не, чем у фильтрующегося потока. [c.55]

Г. Н. Худяков показал, что аэродинамический режим запыленного потока существенно влияет на теплообмен в нем обычно наблюдающаяся в запыленном потоке (с падающей насадкой) аэродинамическая нестацнонарност , весьма сильно интенсифицирует процесс теплообмена коэффициенты теплоотдачи при турбулентном пограничном слое в 2 3 раза 6ольн1е. чем при ламинарном. [c.62]

С целью повышения надежности получаемых результатов экспериментальное определение коэффициентов теплоотдачи осуществлялось с применением двух независимых методов, основанных на универсальных свойствах распределения температуры в разных областях турбулентного пограничного слоя. В первом из них коэффициент St определялся по логарифмическому участку экспериментального профиля температур в турбулентном пограничном слое. Этот метод можно условно назвать тепловым методом Клаузера , по аналогии с широко известным методом, предложенным Клаузером [3.19] для определения коэффициента поверхностного трения С/ по логарифмическому участку профиля скорости. [c.157]

PenuK Е.У., Кузенков В.К. Экспериментальное исследование связи между теплоотдачей и сопротивлением трения в турбулентном пограничном слое с продольным градиентом давления // Теплофизика высоких температур. 1980. Т. 18, № 6. С. 1196-1202. [c.214]

Мугалсв В. П., Приближенный метод расчета трения и теплоотдачи при вдувании воздуха в турбулентный пограничный слой. Труды МФТИ, 1960, вып. 5, етр. 86—96. [c.122]

Рис. 7-12 Влияние перемепности физических свойств капельной жидкости иа теплоотдачу при турбулентном пограничном слое. 51о — по формуле (7-37).

Однако и при турбулентном течении имеют место различные законы теплообмена. Это объясняется различным характером течения на стенках труб. Закон теплоотдачи изменяется при появлении на поверхности труб турбулентного пограничного слоя. Согласно опытам с одиночными трубами турбулентный пограничный слой на стенке появляется при Не>2-10 На трубах пучка турбулентный слой может появиться при меньших числах Ке. Для пучков приближенно можно принять, что Некр=ЫО При этом в Ке вводят скорость, подсчитанную по самому узкому поперечному сечению пучка определяющий размер — внешний диаметр труб. [c.227]

Поправка ег учитьшает изменение теплоотдачи по длине трубы. При наличии турбулентного пограничного слоя с самого начала трубы и (х1й)<1о е/=1,38/(.г / ) где х — продольная координата, отсчитываемая от начала трубы. При х1(1 15 е/=1. [c.254]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология