Скорость конвекции естественной

При вынужденном движении теплоносителя коэффициент теплоотдачи от поверхности теплообмена к жидкости, которая течет с заданной скоростью, определяется критериями Рейнольдса и Прандтля. Критерий Грасгофа может быть введен только в случаях, когда на теплообмен заметное влияние оказывает естественная конвекция. [c.42]

При теплоотдаче в условиях естественной конвекции в числе определяющих критериев должен войти критерий Фруда, отражающий действие сил тяжести Б подобных потоках (Рг = w lgl). Однако ввиду трудности определения скорости при естественной конвекции критерий Фруда целесообразно заменить для данных условий на производный критерий Архимеда (см. стр. 83). я/з Ро —р яР Др Ро Ро [c.282]

Температура горизонтальной нагреваемой поверхности на 10 °С превышает температуру окружающего воздуха, равную 25 °С. Поверхность обдувается внешним потоком со скоростью от О до 5 м/с. Определить, станет ли при некоторой скорости влияние естественной конвекции несущественным. [c.663]

В критерий Галилея пе входит скорость потока, а критерий Архимеда отражает разность плотностей жидкости в двух различных точках потока, т. е. при естественной конвекции. Обычно одновременное равенство различных критериев подобия в изучаемых потоках невозможно, и поэтому прн моделировании учитывают лишь те критерии, которые отражают влияние основных сил, действующих в потоке. Так, при перекачивании жидкости насосом по трубопроводу влияние силы тяжести можно не учитывать и исключить поэтому из рассмотрения критерий Фруда. Обычно общий вид зависимости при вынужденном движении жидкости по трубопроводу имеет вид [c.49]

Соотношение (4) позволяет использовать уравнения, описывающие теплообмен при вынужденной конвекции, также и для случая естественной или смешанной конвекции, по крайней мере для нахождения хорошего первого приближения. Уравнение (4) показывает, что относительное направление вынужденной и естественной конвекций (одинаковое или противоположное направление скоростей) не влияет на общий коэффициент теплоотдачи. Этот вывод согласуется с экспериментальными данными, за исключением узкой области неустойчивости в случае противоположного направления скоростей, в которой Ке(ог и Ог одного порядка величины. [c.93]

Молекулярная диффузия даже в газообразной среде протекает весьма медленно. Поэтому уже при малых скоростях перемешивания естественная или вынужденная конвекция увеличивает массо-передачу во много раз. Перенос вещества, обусловленный одновременно молекулярной диффузией и макроскопическим движением среды, называется конвективной диффузией. [c.277]

Задача, следовательно, сводится к определению всех составляющих скорости движения ионов к электроду и особенно влияния перемешивания. Практически электролит перемешивается в результате естественной и искусственной конвекции. Естественная конвекция обусловлена главным образом неравномерным распределением температуры в растворе и газовыделением у электродов. Такая конвекция влияет на перенос ионов и на распределение плотности тока на электродах, но трудности ее расчета делают теоретические выводы в этом направлении весьма сомнительными. Поэтому с точки зрения теории и практики электрохимических исследований важно рассмотреть закономерности искусственной конвекции. При помощи искусственного перемешивания можно значительно увеличить скорость доставки реагирующих веществ к поверхности электродов и тем самым намного повысить предельную плотность тока, что необходимо при практическом осуществлении ряда технологических процессов. [c.278]

Нагретая горизонтальная поверхность при 31,1 °С помещена в 0,83 %-й раствор альгината аммония в воде. Найти среднюю скорость теплопередачи естественной конвекцией на верхней и нижней сторонах этой поверхности, если температура жидкости составляет 25 °С. Длина пластины равна 0,6096 м, а жидкость имеет следующие характеристики п = 0,78, Ср = 4,1868 кДж/(кг-К), К = 0,089 Kr- V = = 0,640 Вт/(м-К), р = 961,1 кг/м и р = 2,3- 10-4 ° -. [c.452]

Скорость циркуляции за счет естественной конвекции можно вычислить таким же способом, как и скорость циркуляции за счет принудительной конвекции. В схеме замкнутого типа движущая сила определяется разностью плотностей теплоносителя в восходящем и нисходящем участках если же используется открытая система с вертикальной трубой, то движущая сила определяется разностью плотностей теплоносителя в выводной трубе и окружающей среды. Легко показать, что максимальная скорость циркуляции будет достигнута, если в основание горячего трубопровода поместить нагреватель, а в верхней части нисходящего холодного трубопровода — холодильник. Поскольку режим течения на отдельных участках может быть как ламинарным, так и турбулентным, для каждого элемента системы необходимо определить коэффициенты трения и теплоотдачи. [c.64]

В данном случае теплоотдача зависит от формы и размеров твердой поверхности нагрева (или охлаждения), температуры этой поверхности, температуры жидкости, коэффициента объемного расширения р и других се физических свойств (л, а, V, р), а также от ускорения силы тяжести. Вместе с тем скорость движения жидкости не оказывает влияния на теплоотдачу, так как она является функцией независимых переменных, указанных выше. Поэтому критерий Рейнольдса исключается из обобщенного уравнения теплоотдачи при естественной конвекции, в котором определяющими критериями подобия являются критерии Ог и Рг. Соответственно обобщенное уравнение для а выражается степенной функцией [c.287]

При вязкостно-гравитационном режиме, помимо влияния изменения вязкости, распределение скоростей в сильной мере зависит от интенсивности и направления токов естественной конвекции, обусловленных разностью плотностей менее и более нагретых частиц жидкости. При отсутствии вынужденного движения и определенном изменении температуры распределение скоростей при естественной конвекции жидкости имеет вид, изображенный на рис. 4-8. [c.206]

Из уравнения следует, что плотность тока пред, необходимая для образования губчатого осадка, будет понижаться с умень-щением концентрации ионов разряжающегося металла, возрастать с повышением температуры и скорости перемешивания электролита. Предельную плотность тока определяют путем снятия катодной поляризационной кривой. Ориентировочную оценку значения пред можно сделать, учитывая, что в среднем коэффициенты диффузии ионов в водных растворах при 20— 25 °С имеют порядок 10 см с, а толщина диффузионного слоя в условиях естественной конвекции может быть принята равной 0,05—0,1 см. [c.133]

Главной частью трубчатой печи является радиационная секция, которая одновременно является и камерой сгорания. Передача тепла в радиационной секции осуществляется преимущественно излучением вследствие высоких температур газов в этой части печп. Тепло, переданное в этой секции конвекцией, является только небольшой частью от общего количества переданного тепла, так как скорость газов, движущихся вокруг труб, большей частью определяется только местной разностью удельных весов газов, и передача тепла естественной конвекцией незначительна. [c.64]

Интенсивность процесса конвективного теплообмена существенно зависит от условий движения среды, которые, в частности, определяются скоростью течения и геометрией канала. При естественной конвекции следует также принимать во внимание ориентацию поверхности нагрева, поскольку силы, обусловленные разностью плотностей среды, всегда направлены противоположно силам гравитации. [c.98]

Преимущество нагнетания воздуха состоит в том, что вентилятор и привод находятся в холодном воздухе, что повышает эффективность вентилятора (а это может снизить его стоимость), упрощает крепление вентилятора и привода и облегчает обслуживание. Однако воздушный поток через трубный пучок очень неоднородный, и низкая скорость нагретого воздуха при естественной конвекции может стать причиной рециркуляции горячего воздуха и снижения разности температур. Откачивание воздуха обеспечивает высокие скорости и настолько уменьшает влияние естественной конвекции, что рециркуляция становится маловероятной. Для защиты пакета труб от механических повреждений и дождя или града применяются жалюзи. [c.8]

В критерии Оа исключена скорость жидкости, поэтому им удобно пользоваться в тех случаях, когда трудно определить скорость потока. Критерий Аг характеризует подобие при движении жидкости вследствие разных плотностей в различных точках потока, т. е. в условиях естественной конвекции (стр. 364). [c.149]

Можно спроектировать систему, предусмотрев по возможности максимальную тепловую конвекцию, иначе непредусмотренные условия могут привести к нежелательным последствиям, вызванным тепловой конвекцией в одном или обоих теплоносителях. По существу идеальным примером такой системы может служить газовая система охлаждения реактора. На рис. 3.23 схематически показана система этого типа. Она спроектирована исходя из требования обеспечения по возможности максимальной скорости циркуляции за счет естественной конвекции, для чего источник тепла размещен у основания системы, а тепло-приемник — в верхней ее части. Если для эффективной работы требуются газодувки, то в случае выхода их из строя расход газа за счет естественной конвекции будет достаточен для удаления тепла, выделяемого в реакторе в результате распада продуктов деления, [c.64]

При конвекции около вертикальной горячей стенки наблюдается перепад температур в соприкасающейся с этой стенкой жидкости (рис. 1У-23) и характерное изменение скорости движения жидкости, достигающей максимума на некотором расстоянии от стенки. Естественная конвекция чаще всего нежелательна, если речь идет о потерях тепла, но может быть и полезной, например, при обогревании помещения радиаторами. Чтобы нагретый воздух [c.323]

Если естественная конвекция есть результат различия плотностей жидкости в различных местах ее объема, то вынужденная конвекция — работа подведенной извне электрической или механической энергии (электромагнитное перемешивание и барботаж жидкости путем -пропускания через нее газовой фазы). Возникающее при этом в объеме жидкости скорости приводят к выравниванию состава и температуры по объему. Даже при небольших затратах энергии, подведенной извне, перенос тепла в жидкости настолько интенсивен, что жидкое тело становится тонким телом. Газовая фаза может возникнуть и в самой жидкости, как это имеет место в сталеплавильной ванне. В данных случаях происходит интенсивный перенос тепла в условиях, когда практически отсутствует температурный градиент. Говорить здесь об условн 1х коэффициентах теплопроводности и передачи тепл-а конвекцией /неосновательно, поскольку эти понятия теряют реальный смысл в отсутствие градиента температур. [c.37]

Комплексная величина Я= (РоХ д рАТ является силой, действу- Ющей на теплоноситель и возникающей под влиянием разности температур, от которой зависит эффект переноса тепла. Разность температур определяет скорость перемещения теплоносителя вдоль поверхности нагрева, и поэтому сила Р однозначно характеризует мощность потока в условиях естественной конвекции. [c.87]

Жидкие среды с низкой теплопроводностью имеют последнюю на 1—2 порядка, ниже, чем металлы, но их плотность на 3—4 порядка выше, чем плотность газообразных теплоносителей. Для солей и шлаков параметр Л1 столь низок, что высокое значение коэффициента теплоотдачи конвекцией можно обеспечить только за счет увеличения удельной мощности потока теплоносителя, т. е. его скорости при вынужденной конвекции или температурного напора при естественной. При естественной конвекции, кроме достаточного температурного напора, необходимо иметь высокое значение характерного геометрического параметра Хо, поскольку при низких значениях Хо уменьшается пг и высокая плотность теплоносителя и температурный напор оказывают меньшее влияние на теплообмен конвекцией. Практически это означает, что поверхность нагрева необходимо располагать вертикально. [c.88]

Скорость восстановления ионов металла из раствора, содержащего и другие индифферентные электролиты, при диффузионном контроле и естественной конвекции выражается, если / = ред, уравнением [c.133]

Длинная нагреваемая провол ка диаметром 1 мм, имеющая температуру 200 С, расположена в вертикальном потоке воздуха с температурой 15 °С и скоростью 10 см/с. Определить режим конвекции (естественная или вынужденная). Кроме того, рассчитать тепловой поток по отдельности в условиях естественной и вынужденной конвекции и сравнить полученные результаты. [c.662]

Коэффициент теплопередачи зависит главным образом от скорости движения дымовых газов в камере конвекции чем выше эта скорость, тем больше коэффициент теплопередачи. При естественной тяге с увеличением скорости нозрастает необходимая высота дымовой трубы и в этом случае не рекомендуется иметь эту скорост). выше 6 м сек. В случае создания принудительной тяги эта скорость может быть увеличена. Однако практически ввиду конструктивных трудностей компактного расположения конвекционных труб скорость дымовых газов в камере конвекции ниже указанной цифры. [c.105]

Различают теплоотдачу при вьшужденном движении теплоносителя с известной или легко вычисляемой скоростью при естественной (свободной) конвекции, происходящей за счет разности плотностей нагретых и холодных слоев теплоносителя в поле силы тяжести, когда скорость движения теплоносителя является ф-цией процесса при конденсации паров на охлаждаемой пов-сти и при кипении жидкого теплоносителя на обогреваемой пов-сти. [c.527]

Рис. IV. 8. Профиль скоростей при естественной конвекции между двумя вертикальными параллельными пластипамн.

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]

Предел по скорости конвекции в окислительной среде ( сдувание пламени потоком, направленным против распространения пламени). В самом деле, при отсутствии внешнего потока теплоты (бвн ) РП возможно лишь при со87> г(где у — угол наклона зоны химических реакций к поверхности полимера). Так как относительно невелика, то на РП и его пределы могут существенно повлиять даже слабые потоки, например, естественная конвекция. [c.30]

При неодинаковой температуре в сечении возникает естественная конвекция и создается подъемная сила. Это влияет на п[)офиль скорости, причем характер изменения профиля скорости зависит от того как расположена труба, вертикально или горизонтально, и совпадают ли направления свободного и вынужденного движений или они противоположны. Для вертикальной трубы в случае совпадения направлений свободного и вынужденного течений (при охлаждении капельной жидкости и подаче ее сверху или нагреве жидкости и подаче ее снизу) у стенки трубы скорость возрастает, а в центре уменьшается (рис. 1.7, а). В случае противоположно направленных свободного и вынужденного течений (при охлаждении капельной жидкости и подаче ее снизу или нагревании жидкости и подаче ее сверху) скорость у стенки трубы становится меньше, а в центре больше (рис. 1.7, 6). [c.21]

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]

Вибрацию поверхностен ншроко и )учали в лабораторных условиях. Преобладали исследования горизонтальных цилиндров, которые вибрировали как в гори.чон-тальном, так и в нертикальном напранлениях. Коэффициенты теплоотдачи можно увеличить при этом в 10 раз для колебаний как с низкой частотой (высокой амплитудой), так и с высокой частотой (низкой амплитудой). Хотя улучшение теплоотдачи может быть очень значительным, необходимо признать, что естественная конвекция является малоэффективным видом теплообмена. Так как при максимальной интенсификации средняя скорость поверхности по всему цилиндру меньше I м/с, более практично организовать стационарное вынужденное течение. Конструкторы обеспокоены также тем, что такие интенсивные вибрации могут привести к разрушению оборудования. [c.323]

В условиях вращающихся печей с наружным обогревом, естественно было бы ожидать увеличение конвекции за счет увеличения число оборотов, но при этом резко возрасает скорость поступательного движения материала, что приводит к снижению уровня слоя, то есть степень заполнения. [c.74]

Так, например, при естественной конвекции, возникающей под действием разности плотностей жидкости, обусловленной различием температур в разных ее точках, очеиь трудно определить скорость конвективных токов. Однако эта скорость входит в критерий Фруда, отражающий подобие таких процессов. Поэтому исключают скорость путем сочетания критериев Рейнольдса и Фруда [c.82]