Гидродинамика потоков теплообмен

Для характеристики совместного влияния естественной шероховатости на теплообмен и гидродинамику потока в литературе используется коэффициент эффективности, который при отнесении к скорости потока в шероховатом ка-92 [c.92]

Вторая часть содержит богатый материал по основам гидродинамики и тепломассообмена в ней рассмотрены физические процессы переноса импульса, теплоты и массы в однородных и неоднородных системах, способы описания процессов течения и тепло- и массообмена. Представлены также все основные имеющие практическое значение раз -делы тепломассообмена теплопроводность конвективный теплообмен в однородных средах теплообмен при конденсации, тепломассообмен при кипении и испарении (в том числе в двухфазных потоках) теплообмен в дисперсных средах радиационный и сложный теплообмен и др. В целом эта часть содержит довольно полный набор сведений по гидродинамике и тепломассообмену в тех их аспектах, которые находят непосредственное применение в расчетах и исследованиях теплообменников, и охватывает широкий круг случаев. [c.3]

Вышеперечисленные обстоятельства позволяют предположить о протекании различных (порой конкурирующих друг с другом) процессов и явлений изменение свойств и фазового состояния нагреваемого продукта с одной стороны, и гидродинамика и теплообмен в двухфазном потоке в сочетании с комплексом технологических факторов с другой стороны. [c.259]

Модель в виде уравнения (У.28) часто используется для описания гидродинамики потока теплоносителей в теплообменных аппаратах, работающих по принципу вытеснения. [c.102]

Гидродинамика потоков и теплообмен в роторно-пленочном реакторе описанной конструкции исследованы в работе [271]. [c.187]

В настоящее время имеется большая литература о гидродинамике и теплообмене при наличии химических реакций (например, [1,2]). В подавляющем большинстве этих работ рассматривается вопрос о том, как влияют эндо-или экзотермические реакции на обтекание потоком сравнительно высокотемпературных газов или жидкостей твердого препятствия, теплообмен в пограничном слое, истечение из сопла и т. п. При этом реальные конечные скорости химических реакций обычно не рассматриваются. Имеются и сравнительно немногочисленные работы по кинетике химических реакций прп высоких температурах, но либо в статических условиях, либо в потоке, изменение гидродинамических и температурных параметров которого не рассматривается (например, [3, 4]). В то же время для понимания химических процессов в плазменных струях и управления ими необходимо знать изменение во времени и пространстве концентраций отдельных компонентов с, реакций (при конечных скоростях реакций), скорости V и средней температуры Т струн. Поэтому следует ставить такую задачу, решение которой дало бы зависимости С = ср/(г) (/ = 1,. . . , п), и = Т = /2(0. Для этого требуется система уравнений гидродинамики при наличии химических реакций и решение ее относительно переменных V, Т, с/. [c.12]

Теплообмен при кипении внутри труб тесно связан с гидродинамикой потока. При движении кипящей жидкости вдоль трубы непрерывно увеличивается паросодержание смеси х за счет уменьшения жидкой фазы. Вследствие этого по длине трубы наблюдается изменение гидродинамической структуры потока. На рис. П-10, а изображена последовательная смена структур двухфазного потока по высоте в вертикальной трубе. Здесь можно различить три основные области область подогрева жидкости (экономайзерная) при д = 0 область кипения парожидкостной смеси при 0<Сл < 1 область перегрева пара при х = 1. [c.58]

Критерий к в условиях свободного движения призван заменять скорость и, следовательно, физическая его роль заключается в характеристике общей гидродинамики потока. Тем самым он отражает относительное влияние зоны подогрева и зоны кипения в трубах на средний коэффициент теплоотдачи всей поверхности, а также характеризует зависимость теплоотдачи при кипении от количества жидкости, проходящей вдоль теплообменной поверхности трубы, следовательно, от толщины пристенного кипящего слоя жидкости [c.97]

Снижение эффективности массо-теплообменных промышленных аппаратов по сравнению с подобной лабораторной моделью является, таким образом, следствием изменения гидродинамики потоков при равных прочих условиях. [c.6]

В основу разработанных программ для теплового расчета реактора и теплообменных аппаратов были положены алгоритмы для расчета параметров химически реагирующего потока, а также использованы существующие в настоящее время приближенные методики расчета коэффициентов теплоотдачи в химически реагирующей системе. Ввиду сложности расчета теплообменных аппаратов на диссоциирующих газах на данном этапе работы не ставилась задача учета гидродинамики потока, а тем более включения в программу прочностных расчетов, расчетов по надежности и т. д. Создание алгоритмов и программ детального расчета газоохлаждаемого реактора и теплообменных аппаратов на диссоциирующих теплоносителях с учетом кинетики химических реакций будет целесообразно провести после завершения работ по тщательному обоснованию одномерной мето- [c.108]

Такое соотношение между постоянной нагрузкой топочного объема камеры сгорания и переменной величиной коэффициента конвективной теплоотдачи, которая является функцией критерия Рейнольдса, можно объяснить влиянием гидродинамики потока на теплообмен между движущейся излучающей средой и поверхностью нагрева. [c.79]

Критерии подобия, характеризующие различные явления движения жидкостей, а также отдельные явления движения тепла в потоке, которые мы определили с помощью анализа размерностей, можно найти и более надежным способом (однозначным), исследуя дифференциальные уравнения, описывающие гидродинамику и теплообмен. На основе этого возникла и развилась наука о подобии. [c.312]

ГИДРОДИНАМИКА И ТЕПЛООБМЕН В ДИСПЕРСНО-КОЛЬЦЕВОМ РЕЖИМЕ ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА [c.199]

Если раньше в сферу магнитогидродинамики в том виде, как она определена выше, входило, главным образом, изучение жидкометаллических насосов и расходомеров, то теперь, с достижением в авиации сверхзвуковых скоростей, эта отрасль привлекает внимание и специалистов по аэродинамике. Появилась возможность изменять гидродинамику и теплообмен при полете с большими скоростями, если воздушный поток достаточно ионизован. Кроме того, такие высокотемпературные экспериментальные устройства, как ударные трубы и плазменные струи, позволили получить лабораторные источники движущегося ионизованного газа, что послужило стимулом к изучению плазменных уско- [c.264]

Знание закономерностей теплообмена в около- и сверхкритической области параметров состояния вещества имеет особое значение для теплоэнергетики в связи с применением воды при сверхкритическом давлении в качестве рабочего тела на тепловых электрических станциях. Известно также, что на АЭС эффективно использовать воду при сверхкритических параметрах в первом контуре реакторов с естественной циркуляцией. Напомним, что для воды = 22,12 МПа, = 547,3 К, а в критической точке энтальпия /г р = 2150 кДж/кг. Специфика гидродинамики и теплообмена в около- и сверхкритической области параметров состояния вещества состоит в том, что здесь своеобразно и немонотонно изменяются физические свойства теплоносителей в зависимости от температуры и давления (рис. 10.9). Теплоемкость с , число Прандтля Рг имеют максимум при псевдокритической температуре Т . Как указывалось выше (см. 10.5), при Т = Г р коэффициент объемного расщирения р также имеет максимальное значение. Изменение свойств теплоносителя по радиусу и длине обогреваемой (или охлаждаемой) трубы приводит к тому, что внутри потока из-за разности плотностей в различных точках среды развивается свободная конвекция (см. 10.5), изменяется характер турбулентных переносов теплоты и количества движения, деформируется профиль скорости, что в конечном счете сказывается на интенсивности теплоотдачи. Кроме того, в той части потока, где температура близка к Т , вследствие резкого изменения плотности среды происходит ускорение теплоносителя (это ускорение называется термическим) при его нагревании и замедление при его охлаждении. Таким образом, термогравитационная конвекция и термическое ускорение — два фактора, которые могут оказывать существенное влияние на гидродинамику и теплообмен в случае применения теплоносителей при [c.278]

Все приведенные выше уравнения могут быть также представлены в цилиндрической системе координат г, х, ср, особенно удобной для потоков, симметричных относительно оси. Проше же всего запись произвести с помощью векторного исчисления, позволяющего заменить три составляющих уравнения одним. Последний способ очень часто встречается в литературе по гидродинамике и теплообмену, поэтому здесь приводится табл. 3-38, с помощью которой легко перейти от одного метода записи уравнений к другому. [c.309]

Приближенные модели переноса. При изучении экстракции и абсорбции расчет процессов массо- и теплообмена часто проводят, исходя из предположения, что гидродинамика существенно влияет на массо- и теплоперенос, в то время как тепловые и диффузионные потоки слабо меняют характер течения. Это облегчает задачу, но, к сожалению, не избавляет от математических трудностей, связанных с учетом сложных гидродинамических условий, в которых протекают массо- и теплообменные процессы. Развитие теории массо- и теплопереноса щло по пути учета влияния гидродинамических факторов с помощью построения различных приближенных моделей. [c.172]

Щукин В. К, Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил.— М. Машиностроение, 1970.— 332 с. [c.74]

Под названием внешняя гидродинамика кипящего слоя мы объединяем все явления взаимодействия потока газа (жидкости) со слоем в целом — критические скорости начала псевдоожижения и уноса, закон расширения слоя. К внутренней гидродинамике кипящего слоя относятся явления, обусловленные нестационарными движениями твердой фазы и ее перемешиванием внутри слоя, дисперсия скоростей и перемешивание в газовом потоке, механизм переноса импульса, теплоты и массы. Перенос теплоты от кипящего слоя к стенкам аппарата или погруженным в него поверхностям принято называть внешним теплообменом , в отличие от межфаз-ного теплообмена между зернами и проходящим потоком газа [c.7]

Зайчик Jl. И. Проблемы и методы моделирования гидродинамики и теплообмена в двухфазных турбулентных потоках. Труды 2-ой Российской национальной конференции по теплообмену. Т 1,1998, Москва, 47-52. [c.90]

Критериальная система, полученная при решении задачи о теплообмене в двухфазных потоках при стержневом режиме течения в условиях, когда соотношение между жидкостью и газом не меняется, не отличается от системы, установленной при анализе гидродинамики. [c.125]

Изучению торможенной газовзвеси посвящены работы Д. Ф. Толкачева [35], С. А. Круглова и А. И. Скобло [36]. Применение тормозящих элементов приводит к механическому торможению падающей насадки, за счет увеличения времени пребывания дисперсного теплоносителя в аппарате возрастает и поверхность теплообмена. В этих работах рассматривалось влияние количества тормозящих элементов и различной их ориентации по отношению к оси газового потока на процессы теплообмена и гидродинамики. В результате было показано, что увеличение объемной концентрации материала (Р>0,35 10" ) приводит к уменьшению интенсивности межкомпонентного теплообмена. Однако резкое увеличение при этом поверхности насадки, участвующей в теплообмене, приводит к увеличению переданного насадкой тепла. Для учета как отрицательных факторов (снижение интенсивности теплообмена), так и положительных (увеличение поверхности теплообмена) был использован объемный коэффициент теплообмена а,,, характеризующий теплосъем с единицы объема аппарата, величина которого с увеличением объемной концентрации материала возрастает. В результате использования тормозящих элементов можно уменьшить габариты теплообменной камеры. [c.18]

ТЕПЛООБМЕН И ГИДРОДИНАМИКА В ПОТОКАХ ГАЗОВЗВЕСИ [c.33]

Для уменьшения габаритов и массы теплообменных аппаратов целесообразно в некоторых случаях применение поверхностей с искусственной шероховатостью. Теплоотдача и сопротивление шероховатых поверхностей и каналов исследовались во многих работах. Шероховатость создавалась механической обработкой поверхности накаткой, нарезкой, штамповкой и другими способами. В общем случае шероховатость стенки способствует переходу ламинарного режима течения в турбулентный в том смысле, что при прочих равных условиях переход на шероховатой стенке наступает при меньшем числе Не, чем на гладкой стенке. Гидродинамика потока в шероховатых каналах связана с высотой элемента шероховатости б и толщиной ламинарного подслоя. Если высота элемента шероховатости б настолько мала (или пограничный слой настолько толст), что все выступы шероховатости лежат внутри ламинарного подслоя, то коэффициенты теплоотдачи и гидравлического сопротивления не зависят от относительной шероховатости. В этом случае шероховатая стенка представляется как бы гидравлически гладкой. Но, начиная с некоторого числа Ке, величина которого увеличивается с уменьшени- [c.24]

Общая система дифференциальных уравнений, описывающих гидродинамику и теплообмен, в данном случае состоит из уравнения Навье—Стокса, уравнения неразрывности потока несжимаемой жидкости и уравнения кондуктивно-конвективного теплопереноса в движущемся потоке [c.59]

Математические модели теплообменных аппаратов строятся на основе уравнений теплового баланса и теплопередачи. Уравнения теплового баланса составляются на основс уравнений гидродинамики аппаратов с учетом тепловой емкости потоков, аккумулирования тепла в неподвижных разделяющих стенках и тепловых эффектов химических реакций. Передача теплового потока от одного теплоносителя к другому осуществляется как за счет конвекции подвижных сред, так и за счет теплопроводности в материале разделяющей стенки. [c.53]

Прежде чем проводить сравнение каналов с естественной шероховатостью и гладких каналов, предварительно рассмотрим энергетические характеристики этих поверхностей. Под энергетическими характеристиками обычно понимают зависимость Q, N, Ее.Ф от скорости потока при условии постоянства площади поверхности теплообмена в сопоставляемых поверхностях. Так как в литературе данные по теплообмену и гидродинамике для шероховатой поверхности представлены в относительном виде по сравнению с гладкой, то в дальнейшем рассмотрим зависимость функций x]q, г)л-, Г]яет1ф0т отношения Re,j одноименных потоков в сопоставляемых поверхностях. [c.94]

Движущая сила тепло- и массообмена (А< и АС) в уравнениях (II.1)—(И.З) по аналогии с массопередачей (абсорбция, десорбция) определяется в зависимости от взалмного направления потоков жидкости и газа, а также от принятой гидродинамической модели перемешивания. Для пенных аппаратов, как и для других реакторов со взвешенным ( кипяш,им ) слоем, общепринятой служит схема движения потоков в виде перекрестного тока. Для перекрестного тока выведены многие теоретические зависимости, характеризующие гидродинамику пенного слоя, а также массо-и теплообмен в слое пены [178, 234, 235]. Для пенных аппаратов с переливами, т. е. при перекрестном направлении потоков на одной тарелке, движущую силу сухой теплопередачи можно определять по формуле Позина [222, 232—235] [c.92]

Коэффициенты теплоотдачи. Основным препятствием теплообмену из входном участке конденсатора, заполненном паром, обычно является пленка жидкости, покрывающая поверхность охлаждения, так как температура пленки на поверхности раздела жидкость — пар практически равна температуре конденсации при существующем давлении. Основная проблема при проектировании конденсатора связана с обеспечением оттока жидкости от иоверхности, чтобы толщина пленки и, следовательно, сопротивление тепловому потоку были минимальными. В любом выбранном случае толщина жидкой пленки зависит от геометрической формы поверхности, вязкости, плотности жидкости и массовой ско])ости оттока конденсата от поверхности охлаждения. Суммарный тепловой поток зависит от плотности теплового гютока и скрытой теплоты конденсации пара. Исходя из основных соотношений теплообмена и гидродинамики, можно вывести выражение для среднего эффективного коэффициента теплоотдачи для вертикальных труб, с которых конденсат стекает в виде ламинарного потока л<идкостн. Это выражение при 4Ш7яОп и. < 2000 имеет вид [c.67]

Теплообмен в газокатализаторном потоке. Для расчета процессов, протекающих в двухфазном потоке, необходимо знать коэффициент теплообмена между газом и твердыми частицами в зависимости от гидродинамических условий. Теоретическое решение задач гидродинамики и конвективного теплообмена даже при наличии определенных упрощающих допущений сталкивается с трудностями математического характера. Поэтому при решении задач теплообмена в газокатализаторных потоках прибегают к экспериментальному способу исследования [81, 96]. [c.194]

В этот ко мплбкс входят гидродинамика, поскольку выгорание топлива происходит в потоке внутренний теплообмен, обеспечивающий тепловую подгото-вку реагирующих компонент топ- [c.138]

Все это нашло отражение в новом издании книги. Учебник полностью переработан, и в него включены новые главы, в которых представлены современные теплообменные аппараты, описаны процессы тепло- и массообмена и гидродинамики двухфазных потоков сред в аппаратах, рассмотрены системы воздухораспределения, системы отвода теплоты конденсации, низкотемпературные тепловоды. Низкотемпературные тепловоды выделены в самостоятельный класс теплообменников (в которых в одном объеме совмещены процессы конденсации и кипения холодильного агента), предназначенных для регенерации тепловой энергии с целью дальнейшего ее использования. Такие устройства применяют в установках кондиционирования воздуха, а также для утилизации теплоты конденсации и др. [c.4]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология