Теория подобия и теплоотдача

Вполне очевидно, что экспериментальное исследование коэффициента теплоотдачи в зависимости от всех указанных переменных величин было бы невозможно. В данном случае известную помощь оказывает теория подобия, значение которой явственно видно при экспериментах на моделях с водой. Нуссельт впервые применил теорию подобия для решения вопросов теплообмена. При помощи указанной теории можно показать, что коэффициент теплоотдачи а зависит не от каждой вышеназванной величины в отдельности, а от определенной совокупности всех величия. Эти характеристические совокупности являются безразмерными критериями и носят различные названия. [c.29]

Для расчета коэффициентов теплоотдачи, которые зависят от различных факторов, влияющих на конвективный перенос тепла, используют критериальные уравнения. Эти уравнения устанавливаются на основании теорий подобия или размерности. Общий вид такого уравнения для определения коэффициента теплоотдачи от жидкости к стенке [c.129]

Зависимость коэффициента теплоотдачи от характера и скорости движения рабочих сред, их физических свойств, размеров и формы поверхности теплообмена и других факторов весьма сложна и на современном уровне науки еще не может быть установлена теоретически. Поэтому для определения коэффициента теплоотдачи прибегают к экспериментальным исследованиям с последующей обработкой н обобщением опытных данных прн помощи теории подобия. Приложение теории подобия к конвективному теплообмену показало, что процесс теплоотдачи определяется для разных случаев соответствующими критериями [c.112]

На основе имеющихся теоретических решений и результатов последующих многочисленных экспериментальных исследований процесса конденсации (с обобщением полученных опытных данных) методом теории подобия [38] установлено, что коэффициент теплоотдачи зависит от режима стекания пленки конденсата и определяется комплексным критерием — произведением [c.125]

Теплообмен при кипении — это сложный и недостаточно изученный процесс. На основе сочетания данных теоретических и экспериментальных исследований с теорией подобия получены обобщенные критериальные зависимости, позволяющие с достаточной для практических целей точностью рассчитать коэффициент теплоотдачи при кипении ац. Поскольку вопросы теплоотдачи при конденсации пара освещены в предыдущей главе, ограничимся здесь кратким изложением вопросов теплоотдачи при кипении. Анализ отдельных термических сопротивлений теплопередаче в выпарных аппаратах с паровым обогревом показывает, что наибольшее значение имеет термическое сопротивление теплоотдаче при кипении Яг- Характерные особенности процесса теплоотдачи при кипении следующие. [c.197]

Вследствие сложной зависимости коэффициента теплоотдачи от большого числа факторов невозможно получить расчетное уравнение для а, пригодное для всех случаев теплоотдачи. Лишь путем обобщения опытных данных с помощью теории подобия можно получить обобщенные (критериальные) уравнения для типовых случаев теплоотдачи, позволяющие рассчитывать а для условий конкретной задачи. [c.278]

Расчет коэффициента теплоотдачи конвекцией для различных случаев теплообмена, отличающихся физическими свойствами среды, формой твердого тела, значениями температур, характером движения среды, ведется по критериальным уравнениям, полученным обобщением экспериментальных данных на основе теории подобия [1]. [c.11]

Точное решение дифференциальных уравнений, описывающих процесс теплообмена, возможно лишь в редких случаях. В большинстве случаев количественные соотношения для процессов теплоотдачи получаются обобщением экспериментальных данных на основе теории подобия в форме зависимости между критериями подобия, характеризующими данный процесс. В общем случае конвективного теплообмена критериальная зависимость имеет вид [c.26]

Вследствие сложной зависимости а от ряда факторов расчетные вел ичины коэффициентов теплоотдачи конвекцией для различных конкретных случаев находятся экспериментальным путем. Однако применение методов теории подобия позволяет объединить отдельные величины, характеризующие свойства потока, в определенные комплексы, имеющие решающее значение. Так, теплообмен в условиях свободной конвекции хорошо характеризуется уравнениями вида [c.357]

Существует много других формул, являющихся результатом обработки экспериментальных данных средствами теории подобия, для тех ИЛИ иных конкретных условий теплоотдачи конвекцией. Как видим, структура формулы достаточно сложна, что объясняется сложностью явления конвекции и зависимостью последней от многих факторов. [c.360]

Разобрав термические и гидродинамические условия образования пленки конденсата, Нуссельт вычислил ее толщину и затем, интегрируя количество тепла, проходящего через пленку данной высоты, определил теоретически величину коэффициента теплоотдачи от пара, конденсирующегося на вертикальной стенке. При этом им не была учтена турбулентность движения пленки и физические параметры приняты постоянными. Лучшее совпадение с данными опытов дают величины коэффициентов теплоотдачи, вычисленные по формулам, полученным на основе приложения теории подобия к теплообмену при конденсации паров. [c.316]

Определение коэффициентов теплоотдачи для любых других жидкостей и особенно растворов значительно сложнее. Разные исследователи, пользовавшиеся общим методом теории подобия, предложили формулы для определения коэффициентов теплоотдачи для различных жидкостей, однако эти формулы исключительно сложны по количеству входящих в них физических констант, а получаемые результаты во многих случаях не обеспечивают достаточную для практических расчетов степень точности. [c.319]

В работах [49, 56] исследовались некоторые особенности конвективного теплообмена между тонкодисперсными пылегазовыми потоками и неподвижной тепловоспринимающей поверхностью в щироком диапазоне изменения концентраций твердого компонента (j,i= 1 180 кг/кг). На основании теории подобия, анализа размерностей и опытных данных по гидродинамике было получено выражение для относительной интенсивности теплоотдачи. [c.30]

Таким образом, скорость увеличилась в 10 раз, а площадь теплообмена сократилась только в 2,68 раза. Если рассматривать данные, приведенные в этих таблицах с позиций теории подобия, как две подобные системы, то оказывается, что эти системы не подобны между собой. Если критерии Ми в этих двух системах близки к однозначности, то критерии Ке и температурные условия не подобны и не однозначны. Не подобны в этих системах и геометрические условия. Современная теория теплообмена считает, что Ыи по длине канала за участком стабилизации не меняется и на этом основании длина канала, как геометрическая характеристика исключается из рассмотрения подобных систем. Данные табл. 1.2 достаточно убедительно показывают, что изменение только длины канала исключает подобие двух систем. Эмпирические формулы, имеющиеся в технической литературе получены по методу Нуссельта, который в 1910 г. опубликовал свои работы по теплоотдаче.. [c.32]

Теория подобия позволяет получить из системы дифференциальных уравнений, описывающих теплоотдачу при полной конденсации движущегося пара внутри труб, следующую связь [c.131]

Отсутствие строгой теории, описывающей процессы теплообмена при двухфазном течении, не позволяет получить количественные зависимости, поэтому путь связи между коэффициентом теплоотдачи и факторами, от которых он зависит, устанавливают экспериментально. На основании теории подобия установлен общий вид критериальной зависимости для определения коэффициента теплоотдачи при вынужденном течении парожидкостной смеси хладагента в горизонтальных трубах [c.111]

Поэтому в общем случае зависимости для расчета скорости процесса теплоотдачи получают преобразованием дифференциальных уравнений, описывающих этот процесс, методом теории подобия. Выше было показано (см. гл. 4), что подобное преобразование дифференциальных уравнений можно производить формальным, но простым способом отбрасывая знаки математических операторов, делим одну часть уравнения на другую и находим критерии подобия. Тогда уравнение (3.40) преобразовывается следующим образом [c.279]

Формула (I, 16), конечно, не решает вопроса о расчете процесса теплопередачи, но просто сводит его к определению коэффициента теплоотдачи. Последний должен быть определен либо из экспериментальных данных и выведенных из них эмпирических формул, либо с помощью методов теории подобия, как будет изложено ниже. [c.29]

Нас интересует вопрос об определении коэффициентов теплоотдачи а и массоотдачи р. Как показывает теория подобия, из этих величин можно построить два различных безразмерных параметра. Один из них называется критерием Нуссельта, другой — критерием Стэнтона. [c.31]

Таким образом, можно сделать вывод, что простота уравнения Ньютона (9.8) только кажущаяся, поскольку Ок зависит от большого числа переменных. Вследствие этого невозможно получить простое уравнение для расчета потока тепла, пригодное для всех случаев теплоотдачи. Однако путем обработки экспериментальных данных методом теории подобия можно получить зависимости, справедливые для данного класса явлений, в пределах которого возможно обобщение данных отдельного опыта. Из дифференциальных уравнений, описывающих конвективный теплообмен, с помощью теории подобия получают определенные комплексы, в которые входят тепловые величины, характеризующие основные случаи переноса тепла. Эти ком- [c.115]

Теплоотдача при конденсации паров. Расчетные зависимости по теплоотдаче при конденсации паров можно получить как на основе теории подобия, так и на основе гидродинамического и теплового анализа процесса конденсации. Естественно, что как первый путь, так и второй путь дают одинаковые результаты при одинаковой схеме процесса. [c.130]

Теория процесса теплоотдачи — перехода теплоты от стенки к протекающей среде (или наоборот)—приводит к уравнению, связывающему между собой обобщенные безразмерные переменные, характеризующие процесс, так называемые критерии подобия. [c.129]

При расчете процессов теплопередачи наибольшую трудность представляет определение частных коэффициентов теплоотдачи. Изучение процессов теплопередачи ведется как в теоретическом, так и в экспериментальном направлении. В первом случае задачи решаются математически, во втором — путем непосредственного опыта. Вследствие ограниченности возможностей аналитического решения дифференциальных уравнений в изучении процесса теплоотдачи большое значение приобретает эксперимент. Однако экспериментальное изучение сложных процессов, зависящих от большого числа отдельных факторов, является очень трудной задачей. Одним из средств для решения этой задачи является теория подобия, которая по своему существу является теорией эксперимента. [c.69]

Зависимости, полученные автором для расчета коэффициента теплоотдачи при пленочном течении, пригодны при орошении водой. В заводской практике применяются аппараты, орошаемые снаружи не водой, а другой жидкостью (молоко, сливки, брага, пивное сусло и др.). Для того, чтобы использовать зависимости, полученные при стекании воды, для расчета таких аппаратов, была сделана попытка обработать результаты опытов на основе теории подобия в критериальной форме. Для условий решения задачи теплообмена при пленочном течении оказалось возможным представить результаты опытов в виде зависимости между критериями подобия [c.69]

В гл. 1 отмечалось, что теория подобия не дает ответа на вопрос о конкретной форме зависимости между описывающими процесс критериями подобия, а только определяет вид критериев подобия из уравнений соответствующего математического описания и устанавливает принципиальную возможность взаимозависимости между выведенными критериями подобия. Поэтому можно сказать, что проведение опытов по теплоотдаче соответствует как бы экспериментальному решению (интегрированию) дифференциальных уравнений математического описания, которые не могут быть проинтегрированы аналитическими методами. [c.237]

Лучшее согласие с опытом дают величины коэффициентов теплоотдачи, вычисленные по формулам, полученным на основе приложения теории подобия к теплообмену при конденсации паров. [c.276]

При изучении явлений теплоотдачи на основании теории подобия была найдена зависимость коэффициента теплоотдачи а от различных [c.474]

При изучении явлений теплоотдачи с приложением теории подобия была найдена зависимость коэффициента теплоотдачи а от различных факторов, определяющих процесс теплообмена. Эта зависимость была представлена уравнением в критериальной форме [c.539]

Коэффициенты теплоотдачи зависят от характера и скорости движения теплоносителей, их физических свойств, размеров и формы поверхности теплообмена и пр. Определение коэффициентов теплоотдачи а ведется по уравнениям, полученным при обработке опытных данных с помощью теории подобия, так как теоретическое определение их пока не представляется возможным. Процесс теплоотдачи характеризуется для различных случаев следующими основными критериями [c.125]

Поскольку число Пекле можно представить в пиде проиг ведеиия чисел Рейнольдса и Прандтля Ре—RePг. более правильным с позиции теории подобия япляется утверждение, что 1К1 интенсивность теплоотдачи влияют число Ке н число Рг (см, в этой связи, например, монографию Б. С, Петухова, Л. Г. Генина, С. А. Ковалева. Теплообмен в ядериых энергетических установках . М. Атомиздат. 1974.— Прим. ред. [c.20]

Как и при теплопередаче, наиболее целесообразным является метод обобщения экспериментальных данных по массоотдаче на основе теории подобия. Вследствие общности дифференциальных, уравнений конвективной массоотдачи и теплоотдачи основные критерии подобия, характеризующие процессы массообмена, имеют одинаковый вид с критериями подобия процессов теплообмена. [c.44]

Не меньший интерес представляет, по нашему мнению, определение возможностей отвода или подвода тепловой энергии от внешних систем теплоснабжения СЗнагр (1), ибо одно дело определить величину Q aгp, а другое—обеспечить реализацию этой величины теплового потока. В этом случае необходимо рассматривать закономерности теплопередачи, а следовательно, и теплоотдачи. Задача может решаться аналитически — на основе математической модели (2)—(5) — или экспериментально-теоретически — на основе теории подобия и также с использованием этой же математической модели. Если рассматривать такие задачи, как например, течение полимера между двумя цилиндрами (каландрование), то предпочтение необходимо отдать аналитическому решению из-за трудности моделирования процесса. На основе решения математической модели (2)—(5) и с учетом уравне- [c.102]

Теоретич. анализ конвективной теплоотдачи затруднителен вследствие необходимости совместного решения дифференц. ур-ний гидродинамики и Т. исключение составляет лишь ограниченное число приближенных аналит. решений для нек-рых простых течений. Основа получения данных об интенсивности теплоотдачи-эксперим. исследования. Их результаты обычно представляют в обобщенных переменных, имеющих смысл критериев подобия. Структура отдельных критериев, их физ. сущность и необходишлй набор определяются методами теории подобия из ур-ний, описывающих конкретный вид теплоотдачи. [c.527]

В таком методе исследования устанавливается подобие явлений (процессов) в объектах разного масштаба, основанное на количественной связи между величинами, характеризующими эти явления. Такими величинами являются геометрические характеристики объекта (форма и размеры) механические, теплофизические и физико-химические свойства рабочей среды (скорость движения, плотность, теплоемкость, вязкость, теплопроводность и др.) параметры процесса (гидравлическое сопротивление, коэффициенты теплопередачи, массообмена и др.). Развитая теория подобия устанавливает между ними определенные отношения, называемыми критериями подобия. Обычно их обозначают начальными буквами имен известных ученых и исследователей (например, Ке — критерий Рейнольдса, Ни - критерий Нус-сельта, Аг — критерий Архимеда). Для характеристики какого-либо явления (теплоотдачи, массопереноса и т.д.) устанавливаются зависимости между критериями подобия - критериальные уравнения. [c.90]

Наиболее общее и строгое описание процесса теплоотдачи в поле упругих механических колебаний дано П. Н. Кубанским [170]. Воспользовавщись системой уравнений теплообмена, теплопроводности и движения и обработав их по методу теории подобия, П. Н. Кубанский нашел новые критерии механического подобия, характеризующие условия теплообмена в акустическом поле в случаях свободной (естественной) и вынужденной (принудительной) конвекции. При этом было принято во внимание, что [c.69]

Проблемы, возникающие при решении задач внутреннего и внешнего теплообмена в слое, в большинстве случаев связаны с отсутствием достаточного количества надежных экспериментальных данных об основных характеристиках тепловой работы печей. Наиболее полно изучены значения коэффшшентов теплоотдачи в слое Эксперименты проводили в основном в лабораторных и опытно-промышленных условиях. Обработка результатов многочисленных исследований с использованием методов теории подобия, их обобщение и систематизация были проведены В. Н. Тимофеевым, предложившим для оценки безразмерного коэффициента теплоотдачи слоя (Ми) следующие формулы [c.318]

Расчет теплоотдачи Ь топках является одной йз самых сложных задач теплопередачи, решение которой, несмотря на имеющиеся в этом деле достижения, нельзя считать завершенным. В настоящее время имеетсй два подхода к решению этой задачи. Первый метод заключае5гся в применении теории подобия. Наиболее полно этот метод представлен в работах А. М. Гурвича [67]. Указанный метод и был положен в основу нового проекта расчета котельного агрегата [68]. Во вжором методе расчетное уравнение получается из совместного решения уравнений теплопередачи и теплового баланса топки. [c.357]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология