Теплоотдача при течении газа с большой скоростью

Если рассматривать перегретый пар как теплоноситель, то его свойства ничем не отличаются от свойств газа. Коэффициент теплоотдачи яри охлаждении перегретого пара (без конденсации) относительно невелик, как у всех газов. Выше мы указывали, что коэффициент теплоотдачи зависит от скорости течения пара вдоль поверхности нагрева. Чем большую скорость имеет пар, тем лучше будет теплоотдача. [c.284]

В случае турбулентного течения пренебрегаем теплоотдачей через внешний кожух из-за больших скоростей движения. Тогда температурное поле потока в кольцевом зазоре определяется теплосодержанием поступающей смеси, поэтому температуру газа можно считать постоянной в каждом сечении и равной значению Тгю Х, Нг) на выходе из каталитического слоя. На основании соотношения Буссинеска плотность смеси в кольцевом канале тоже будет функцией от X. [c.84]

П. Процесс теплоотдачи от шара в слое к газовому потоку — внешняя задача теплообмена. В отличие от обтекания одиночных тел в данном случае на формирование пограничного слоя влияют соседние шары. Они разбивают пространство вокруг шара на" отдельные зоны, дробят поток на струи, создают вихревые зоны в кормовых областях. Чем плотнее укладка шаров, тем больше число контактов каждого шара с соседними и тем сильнее выражено влияние последних, приводящие к уменьшению средней толщины пограничных слоев. Следовательно, порозность влияет не только на скорости газа в слое, но и на толщину пограничных слоев, образующихся на поверхности шаров. Поэтому эквивалентный диаметр для зернистого слоя э = 4е/а может служить геометрическим масштабом процесса теплоотдачи шаров в слое и характеризовать среднюю толщину пограничных слоев. В данном случае использования э при больших Кеэ не связано с рассмотрением течения газа в слое как внутренней задачи движения по ряду криволинейных каналов, а означает только, что определяющий размер для зернистого слоя не равен размеру его элементов, а зависит от геометрии свободных зон между ними. [c.151]

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ТЕЧЕНИИ ГАЗА С БОЛЬШОЙ СКОРОСТЬЮ [c.248]

Экспериментальное изучение сопротивления и теплообмена в газодинамических потоках связано с большими трудностями вследствие отсутствия надежной методики измерения скоростей, температур и давлений в быстро движущихся газовых средах. Между тем. точный замер этих величин крайне важен, так как при течении газов с большими скоростями изменения температуры и давления обусловлены не только теплоотдачей и трением, но и переходом внутренней энергии газа в кинетическую энергию движения и [c.107]

Значительные изменения давления возникают при больших скоростях течения. Прн этом нужно учитывать теплоту трения и сжимаемость газа. В результате теплоотдача прн больших скоростях имеет ряд особенностей, неучет которых может привести к существенным ошибкам. [c.129]

Теплоотдача при больших скоростях течения газов имеет ряд особенностей, неучет которых может привести к существенным ошибкам. [c.248]

Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что при определении а согласно фор.муле (11-24) для расчета коэффициентов теплоотдачи при течении газа с дозвуковой скоростью можно использовать критериальные уравнения для несжимаемой жидкости, приведенные ранее. При повышении скорости в критериальных уравнениях необходимо учитывать влияние к и Ж. При больших скоростях газа параме-ры потока существенно изменяются как по сечению канала, так и по е. о длине. Ввиду этого представляет интерес знание локальных коэффициентов теплоотдачи. [c.254]

Прй больших частотах колебаний картина резко изменяется. Процессы в пограничном слое становятся существенно нестационарными, нестационарной становится вследствие этого и теплоотдача. Теоретический анализ этого явления, как, впрочем, и экспериментальное его изучение представляют огромные трудности. Сравнительно недавно Лайтхиллом было получено приближенное теоретическое решение подобной задачи для ламинарного обтекания бесконечно длинной проволоки, обдуваемой потоком газа, направленного нормально к ней, скорость течения которого имеет малую синусоидальную составляющую ). Полученный им результат сводится вкратце к следующему если частота колебаний весьма велика, то независимо от этой частоты фаза возмущения теплоотдачи начинает отставать от фазы возмущения [c.420]

В аппаратах пленочного типа жидкость в виде тонкой пленки стекает вниз по теплообменной поверхности под действием силы тяжести или поднимается вверх под динамическим воздействием восходящего потока газа или пара. Малое время термической обработки жидкости на теплообменной поверхности не позволяет развиваться нежелательным процессам полимеризации, термической деструкции или пригорания жидкости на горячей поверхности. Высокая скорость перемещения жидкой пленки обеспечивает приблизительно в два раза большие значения коэффициентов теплоотдачи по сравнению с теплоотдачей в полностью заполненных жидкостью трубах. Для еще большей интенсификации теплообмена могут быть использованы методы искусственной турбулизации течения пленок увеличением шероховатости поверхности, механическим срывом пленки, пульсацией расхода жидкой фазы, воздействием центробежных сил, вибрацией и т. п. [c.248]

Отсюда видно, что в рассматриваемом случае К. коэфф. теплоотдачи а определяется интенсивностью взаимосвязанных процессов различной физич. природы (теплообмена и массообмена) и находится в сложной зависимости от параметров и условий течения парогазовой смоси и жидкости. При прочих одинаковых условиях он всегда ниже коэфф. теплоотдачи при К. чистого пара и уменьшается тем значительнее, чем больше содержание инертного газа в парогазовой смеси и чем меньше скорость (число Рейнольдса) последней (см. рисунок). Для расчета процесса К. в присутствии неконденсирую-щихся газов пользуются ур-пиями (4) и (5) и опытными зависимостями для входящих в эти ур-ния коэфф. тепло- и массоотдачи. [c.343]

При атмосферном давлении стержневой режим течения наблюдался при значительных приведенных скоростях газа (15—20 м сек) [49] и малых расходах воды, от случай течения довольно сложен, так как для полного гидродинамического описания пленочного режима течения необходимо знать распределение фаз в потоке, распределение скоростей и касательных напряжений. Здесь любопытно отметить, что проведенные измерения профиля скоростей в двухфазном потоке и распределение фаз [92] показали, что в кольцевом потоке профиль скоростей изменяется от плоского, соответствующего закону распределения скоростей в турбулентном потоке ньютоновской жидкости, к заостренному, соответствующему ламинарному режиму течения. Кажущаяся вязкость у стенки больше вязкости каждой фазы Экспериментальные данные позволяют предположить, что течение двухфазной жидкости является неньютоновским. Поэтому теоретическое решение вопроса определения режимов и теплоотдачи при двухфазном течении связано с немалыми трудностями. При анализе процесса испарения в вос- [c.102]

На рис.. 3 отношение a/a показано в виде ( )ункции разности температуры смеси в объеме Ту и те.мпературы стенки То при постоянном параметре K=(a.glal) Mlglll p ) и разной концентрации пара и наоборот. Уменьшение коэффициента теплоотдачи становится более заметным при увеличении разности Ту—То, концентрации инертного газа 1—Ух и уменьшении параметра К- При любых заданных значениях разности температур и концентрации инертного газа параметр К должен бьпъ но возможности большим, чтобы избежать значительного снижения коэффициента теплоотдачи. Увеличению К способствует большая скорость течения пара, так как коэффициент теплоотдачи паровой фазы растет с ростом скорости пара. [c.91]

Были проведены опыты, при которых определялись коэффициенты теплоотдачи для однофазных потоков воды и воздуха. Полученные при этом результаты сравнивались с расчетными, определенными по обычным формулам для однофазного потока. Однако расчетные и экспериментальные данные для воздуха не совпали из-за недостаточной точности экспериментов, так как тепловые потоки в этих опытах были невелики, а точность измерения температуры газа на выходе недостаточна. Полученные результаты показывают, что коэффициент теплоотдачи к смеси при данном расходе жидкости вначале растет с увеличением расхода газа, затем в некоторых случаях достигает максимума и потом уменьшается. Авторы замечают, что увеличение а при низких расходах воздуха частично объясняется уменьшением объемного водосодержания [уменьшением величины (1—ф)], вследствие чего скорость жидкости возрастает. Однако они не связывают уменьшаюшиеся значения а при высоких расходах воздуха с низкой интенсивностью теплоотдачи к газу. При небольших расходах жидкости и газа устанавливаются такие режимы течения, при которых массообмен интенсифицируется газом в большей степени. [c.126]

Лельчук [21] измерял теплоотдачу при газодинамических течениях подогретого воздуха в трубе длиной 1431 мм и диаметром 14 мм и производил параллельно измерение сопротивления. В его опытах труба, внутри которой протекал с большой скоростью горячий воздух, охлаждалась снаружи водой, протекавшей противотоком через окружающий трубу кожух. Температура охлаждающей воды измерялась в разных местах вдоль по потоку по результатам измерений составлялся график изменения теплосодержания воды, на основании которого вычислялись нарастание количества тепла, отданного ганом, и убывание его температуры торможения по длине. Это дало возможность вычислять локальные значения а. Кроме того, измерялось распределение давлений в газе по длине потока отборами со стенки. Все эти измерения позволяли также вы [c.110]

В случае газофазных реакций на твердых катализаторах реакторы с псевдоожиженным слоем имеют определенное преимущество перед реакторами периодического действия или трубчатыми реакторами непрерывного действия. Кроме преимущества, определяемого легкостью механического перемещения катализатора, высокий коэффициент теплопередачи от стенки к слою обеспечивает легкость теплопоглощения или теплоотдачи. Более того, вследствие движения твердых частиц весь газ находится в реакторе, по существу, при одной и той н е температуре, образуя с твердым телом непрерывную гомогенную фазу. Еще одно достоинство этого реактора заключается в том, что величина доступной внешней поверхности здесь больше, чем Б реакторе с неподвижным слоем, так что реакции, лимитирующиеся диффузией в порах, будут давать более высокие степени превращения в режиме псевдоожиженного слоя. В задачи данной книги не входит проведение обсуждения механики псевдоожижения, и мы дадим лишь ссылки на соответствующие работы и исследования, выполненные различными авторами 144—46]. Достаточно сказать, что при пропускании газа снизу вверх через слой твердого тела имеет место падение давления в этом слое, которое непрерывно усиливается но мере течения газа. В конце концов наступает момент, когда подъемная сила, действующая на твердые частицы, становится равной весу частиц. С увеличением скорости течения газа подъемная сила такя е возрастает и поток поднимает частицы, увеличивая нри этом объем зазоров между частицами в слое катализатора. Неподвижный слой продолжает в результате расширяться до тех пор, пока не достигнет состояния наиболее рыхлой упаковки. Любое дальнейшее увеличение скорости газа вызывает разделение частиц друг от друга, и они переходят в состояние свободного парения. Весь слой находится теперь в псевдоожиженном состоянии. Теперь уже любое увеличение потока газа не сопровождается соответствующим увеличением перепада давления, так как скорость потока газа при течении через зазоры между частицами уменьшается вследствие расширения слоя. Увеличение потока газа выше точки начала псевдоожижения вызывает увеличение объема пустот внутри слоя. В конце концов достигается точка, когда газ начинает прорываться через слой в виде пузырей. Псевдоожиженный слой становится тогда очень похожим на кипящую жидкость. Образующиеся пузырьки газа движутся вверх через твердые частицы, которые находятся теперь в состоянии непрерывного движения. В случае газофазных реакций, катализируемых твердыми катализаторами, для предсказания рабочих условий чрезвычайно важно знать распределение времени контакта газа по слою. [c.433]

Капельная конденсация. Если холодная поверхность конденсатора обладает гидрофобными свойствами, конденсация может приводить к образованию на ней отдельных капель, а не сплошной жидкой пленки. В этом случае коэффициент теплоотдачи значительно больше, чем при пленочной конденсации. Наблюдались значения коэффициента теплоотдачи вплоть до 100 ООО Вт/(м -К). Такие значения близки к максимально возможному значению коэффициента теплоотдачи от твердой стенки к газу, но порядку величины равному 1/6 (p ,K )g, где tu — средняя тепловая скорость молекул пара и газа. Но капельная кор ден-сация может происходить только на предварительно обработанных поверхностях, покрытых специальными гидрофобными активаторами. С течением време1П1, однако, это покрытие постепенно смывается и капельная конденсация переходит в пленочную. Вследствие зтого область техни- [c.96]

Чем интенсивнее отводится теплота К. от пов-сти, тем интенсивнее К. Скорость отвода теплоты зависит от давления насыщения пара, разности т-р (АТ) насыщения и охлаждаемой поз-сти, степени ее гидрофобности или гидрофильно-сти, размеров, формы и др. При пленочной К. п ктически неподвижного чистого пара и ламинарном течении пленки конденсата плотность теплового потока (в Вт/м ) на охлаждаемой пов-сти пропорциональна ДТ / при капельной К. теплоотдача м. б. в несколько раз больше. Наличие в паре примеси неконденсирующегося газа затрудняет поступление пара к пов-сти раздела фаз и уменьшает в результате скорость К. Как правило, увеличение скорости движения пара приводит к росту интенсивности К. в результате более быстрого удаления конденсата с пов-сти тела и вследствие улучшения доступа пара к ней из смеси с неконденсирующим-ся газом. В технике использ. также К. ва сплошных или диспергированных струях предварительно охлажденной жидкости аппараты, работающие по этому принципу, наз. конденсаторами смешения. Особенно высока скорость К. на диспергированной жидкости. [c.272]

Этот процесс диффузии лучше всего проиллюстрировать таким предельным случаем, при котором электроны, покидающие элемент объема, вначале диффундируют к поверхности этого элемента более быстро, чем ионы. В результате такого движения у поверхности элемента образуется отрицательный пространственный заряд, который в дальнейшем отталкивает электроны и притягивает ионы. Вне этого пространственного заряда скорость диффузии электронов и ионов одинакова, и по определению коэффициента диффузии плотность заряда должна быть равна нулю. Размеры области пространственного заряда и в этом случае определяются электронным дебаевским радиусом. В случае течения континуума, ограниченного непроводящими стенками, размеры этой области невелики и ее можно е учитывать при рассмотрении теплообмена. При наличии большого градиента электрического поля, например вблизи электродов, условия в заряженной зоне могут оказьквать значительное влияние на теплоотдачу к электроду. Эта проблема, характерная для многих МГД генераторов, работающих на разреженном газе, почти не разработана в имеющейся литературе (см,, например, разделы 1У,Б и VI,Б). [c.8]

Анализируя процесс теплоотдачи в газогенераторе, нетрудно заметить, что температура насадки в процессе пиролиза с течением времени начинает убывать. Это снижение температуры приводит к тому, что оптимальные условия для ведения процесса, существовавшие в начале пиролиза, постепенно теряются. Отсутствие оптимальных условий для пиролиза приводит к снижению выхода ароматики и к появлению большого количества непредельных в отходящем газе пиролиза. Это нежелательное явление в известной мере может быть ослаблено, если питание, т. е. подачу сырья в газогенератор, постепенно уменьшать по мере охлаждения насадки. Такой способ подачи сырья носит название затухающего питания и применяется в настоящее время на существующих установках. Применение затухающего питания обеспечивает постоянный состав газа, в смысле содержания непредельных углеводородов, и одновременно — постоянное содержание ароматики в жидких продуктах пиролиза. Теоретически влияние затухающего питания на состав газа и выход ароматики объясняется тем, что по мере охлаждения насадки, приводящей к снижению температуры пиролиза, необходимо для получения тех же результатов увеличить время реакции, т. е. время пребывания сырья в реакционной зоне. Увеличения времени пребывания можно достигнуть за счет уменьшения количества подаваемого сырья, благодаря чему уменьшается скорость прохождения паров через насадку. [c.682]