Конвективный перенос теплоты

Это уравнение выражает в общем виде распределение температур в движущемся потоке. Его называют также дифференциальным уравнением конвективного переноса теплоты или теплопроводности в движущемся потоке, или уравнением Фурье - Кирхгофа. [c.53]

Запишем дифференциальное уравнение конвективного переноса теплоты - уравнение Фурье-Кирхгофа (3.40) [c.279]

Конвективный перенос теплоты происходит вместе с переносом вещества при конвекции в газе и жидкости. При ламинарном течении жидкости по трубе и постоянной температуре стенки теплообмен аппроксимируется формулами (с1 и Г — диаметр и длина трубы) [c.261]

Конвективный перенос теплоты от поверхности к пару. [c.402]

Для полного описания конвективного переноса теплоты необходимо присоединить к уравнению Фурье-Кирхгофа уравнения Навье-Стокса и неразрывности потока и алгебраические уравнения, описывающие зависимость физических свойств жидкости от температуры. Аналитические решения основных задач теплоотдачи разработаны для ламинарных потоков жидкости в каналах различной формы. Для турбулентных потоков получить аналитические решения значительно труднее в связи с незавершенностью теории турбулентности. [c.279]

Сопоставление экспериментальных данных с оценками по модели. Сравнение с расчетами по эмпирической формуле (2.27) (рис. 2.6, кривая 1) показывает, что в слое мелких частиц оценки по приведенной выше модели совпадают с экспериментальными результатами при размерах частиц d 0,3 мм. Для более мелких частиц экспериментальные значения получаются ниже рассчитанных по модели. В слое крупных частиц d = 0,3 4- 1 мм на теплообмен начинает оказывать влияние усиливающийся конвективный перенос теплоты, не учтенный в модели, поэтому экспериментальные значения получаются выше расчетных. [c.107]

Мера отношения конвективного переноса теплоты в потоке к молекулярному — число Пекле. [c.63]

Были предложены многие фундаментальные модели процесса теплообмена, учитывающие в основном конвективный перенос теплоты за счет движения частиц [1], но их обычно нельзя применять для расчетов, потому что неизвестны условия их определения и термические свойства слоя непосредственно соприкасающегося с теплопередающей поверхностью. [c.449]

Процесс теплообмена поперек необновляемого слоя толщиной б осуществляется только за счет теплопроводности. Предположив, что течение жидкости установившееся и что конвективный перенос теплоты в направлении течения пренебрежимо мал по сравнению с тепловым потоком поперек слоя, воспользуемся для вычисления поля температур в нем уравнением теплопроводности для среды с внутренним источником [c.201]

Как показывает опыт, для размеров частиц d = 1 —3 мм (Аг Л 10 и Re 10 ), выходящих за пределы точной применимости пакетной теории, становится существенным иной механизм внешнего теплообмена, связанный с конвективным переносом теплоты газом, фильтрующимся сквозь слой, изменяющий даже [c.148]

Одна из наиболее острых химических проблем глобальной экологии связана с опасностью антропогенного воздействия на химические процессы в стратосфере, чреватые уменьшением в ней общего содержания озона (ОСО). Стратосферный озон регулирует поток УФ-квантов, задерживая наиболее опасную часть радиации Солнца с длинами волн менее 285 нм и значительно ослабляя излучение в УФ-Б-диапазоне (285-315 нм). Кроме того, экзотермическое разложение озона приводит к нагреванию стратосферы, возникновению инверсионного слоя и тем самым препятствует выхолаживанию нижней атмосферы за счет конвективного переноса теплоты. [c.225]

Рассмотрим теперь отношение конвективного переноса теплоты к молекулярному [c.63]

Существуют всего два элементарных вида переноса массы того или иного компонента молекулярная диффузия и конвективный перенос, физический смысл которых аналогичен теплопроводности и конвективному переносу теплоты (см. раздел 4). [c.266]

Б. Конвективный перенос теплоты. В теплообмене между поверхностью твердого тела и окружающей средой тепловой поток рассчитывается по формуле [c.285]

Теплоотдача без изменения агрегатного состояния теплоносителей. Рассмотрим сначала теплоотдачу при течении жидкости в трубах. При вынужденном течении жидкости внутри трубы различают два режима течения ламинарный и турбулентный. При ламинарном течении перенос теплоты от одного слоя жидкости к другому в направлении нормали к стенке происходит благодаря теплопроводности, В то же время каждый слой имеет в общем случае различную скорость продольного движения. Поэтому наряду с поперечным переносом теплоты вследствие теплоп1Юводности происходит также конвективный перенос теплоты в продольном направлении. В силу этого теплообмен при ламинарном режиме течения зависит от гидродинамической картины движения. [c.184]

Конвективный перенос теплоты описывается уравнением Фурье—Кирхгофа (1.143). Поскольку в это уравнение входит скорость жидкости, интенсивность конвективного переноса теплоты зависит от распределения скоростей в потоке жидкости, т. е. от гидродинамической обстановки. Последняя зависит от режима движения жидкости. Закономерности ламинарного движения выражают уравнения Навье — Стокса (1.142) и неразрывности (1.10), а закономерности турбулентного движения — уравнения Рейнольдса (11.56) и неразрывности (I. 10). Таким образом, конвективный перенос теплоты описывается системой уравнений, включающей уравнение переноса энергии (Фурье — Кирхгофа), уравнения движения и уравнение неразрывности. Чтобы придать системе этих уравнений определенность, свойственную конкретным задачам, т. е. чтобы выделить данный процесс из класса процессов, описываемых этими уравнениями, должны быть заданы условия однозначности, которые включают начальные и граничные условия. Начальные условия — совокупность значений скоростей, температур и других переменных в момент, принимаемый за начало отсчета времени. Граничные условия—характеристика геометрической формы системы, условий движения жидкости, а также условий теплообмена на границах системы. [c.290]

Теплопроводность и конвекция - два совершенно различных физических процесса. Теплопроводность-явление молекулярное, конвекция-явление макроскопическое, при котором в переносе теплоты участвуют целые слои теплоносителя с разными температурами. Совершенно очевидно, что конвекцией теплота переносится намного быстрее, чем теплопроводностью, поэтому развитие турбулентности способствует ускорению конвективного переноса теплоты. Например, жидкость быстрее нагревается или охлаждается через стенку аппарата, снабженного мешалкой, чем в емкости с неподвижной жидкостью. [c.277]

Конденсация паров в химической технологии используется в целях собственно теплопереноса (нагревание какого-нибудь продукта за счет теплоты конденсации пара) либо она сопровождает (является составной частью) некий процесс (выпаривания, дистилляции и др.). Во всех этих случаях необходимо уметь рассчитать интенсивность теплопереноса в случае конденсации ее представляют в терминах конвективного переноса теплоты, определяя коэффициент теплоотдачи а. [c.496]

Поделив выражение (/) на (III), получим соотношение между конвективным переносом теплоты и теплопроводностью [c.279]

Одной из первых попыток увязать количество движения с конвективным переносом теплоты была сделана Рейнольдсом (1874 г.), который получил следующую зависимость [c.283]

При конвективном переносе теплоты от поверхности теплообмена (температура 0) к потоку теплоносителя (температура /) для характеристики теплонапряжения используют формулу Ньютона [c.477]

Диссипативная структура — это особое состояние сильно неравновесной системы. В таких системах происходит интенсивный перенос энергии, сопровождающийся ее потерями. Это может быть перенос теплоты от нагретого тела к холодному через слой жидкости или передача механической энергии одного движущегося тела другому через слой жидкости или самой жидкой среде. Это может быть также химическая реакция или передача энергии переменного поля частицам феррита и т. д. Течение этих процессов может принимать своеобразный, регулярный характер. Предпочтительность регулярного течения процесса обусловлена тем, что при прочих равных условиях (например разности температур) скорость переноса энергии увеличивается за счет включения дополнительных механизмов переноса. Классический пример диссипативной структуры — регулярные ячейки конвективных потоков среды при теплопередаче, если нагретое тело расположено внизу, а холодное — вверху. В этом случае теплопередача интенсифицируется за счет конвективного переноса теплоты в дополнение к нормальной теплопередаче неподвижной теплопроводной средой. Обычные волны на поверхности воды служат другим примером диссипативной структуры. Здесь, наряду с пространственной регулярностью возмущений поверхности, возникает и регулярность изменения состояния поверхности во времени. Пример чисто временной регулярности дают некоторые колебательные химические реакции. Внешне периодичность реакции может проявлять себя в том, что цвет раствора периодически с частотой несколько раз в минуту изменяется, например, с красного на синий и обратно. Такие колебания продолжаются до окончания реакции, длящейся десятки минут. [c.680]

Лучистый теплообмен может играть существенную роль и при температурах ниже 600 °С, если относительно малы конвективный перенос теплоты и теплопроводность, например, в слоях дисперсных материалов с низким давлением газа в зазорах между частицами. [c.246]

Критерий подобия тепловых процессов Рет называется критерием Пекле и представляет собой отношение скоростей переноса теплоты в движущейся среде за счет течения жидкости (конвективный механизм) и теплопроводности (молекулярный механизм). Он аналогичен критерию Рейнольдса, который можно рассматривать как отношение скоростей переноса количества движения по конвективному и молекулярному механизмам. Поскольку на конвективный перенос теплоты влияют условия движения жидкости, то условия подобия тепловых процессов помимо равенства критериев Пекле и Фурье для образца и модели должны включать равенство критериев гидродинамического подобия. Поэтому в соответствии со второй теоремой подобия тепловые процессы описываются обобщенной зависимостью [c.76]

По механизму переноса энергии различают три способа распространения теплоты — теплопроводность, конвективный перенос и излучение. Теплопроводность — перенос энергии микрочастицами (молекулами, ионами, электронами) за счет их теплового движения. Конвективный перенос теплоты обусловлен массовым движением материи — теплота переносится движущейся средой. Такой способ передачи теплоты характерен для подвижных сред (жидкостей и газов). Тепловое излучение — перенос энергии в форме электромагнитных колебаний, поглощаемых телом. [c.276]

Конвективный перенос теплоты от стенки трубы к неньютоновской жидкости описывается обычным уравнением Фурье — Кирхгофа (IV. 30). Этому уравнению придают иную форму, вводя безразмерную температуру Г = / , где / — температура в рас- [c.309]

В зоне развитого кипения на конвективный перенос теплоты к жидкости накладывается перенос теплоты, связанный с механизмом парообразования. Когда последний играет определяющую роль, коэффициент теплоотдачи к раствору рассчитывается по формулам (IV. 74) или (IV. 75). Влияние конвективного переноса учитывается уравнением (IV.76). [c.376]

Направленный конвективный перенос теплоты в капиллярно-пористом теле обусловлен переносом физической теплоты массовых потоков, существующих в пористом материале. Элементарные механизмы переноса массы жидкой и паровой фаз внутри капиллярно-пористых материалов и трудности расчета локальных массовых потоков рассматривались выше. Формально, однако, поток теплоты, обусловленный конвективным его переносом внутри капиллярно-пористых материалов, может быть записан в виде произведения величин каждого из массовых потоков (/г) на его энтальпию Jr. / / . Следовательно, [c.49]

Таким образом, система, описывающая нестационарные поля ), Т и Р в процессе сущки влажного материала, состоит из уравнений (5.18), (5.19) и второго уравнения (5.16). При этом считается, что роль конвективного переноса теплоты фильтрующейся в материале влагой пренебрежимо мала по сравнению с переносом теплоты эффективной теплопроводностью. [c.273]

Согласно соотношению (3.2) интенсивность конвективного переноса теплоты также является величиной локальной, т. е. зависящей только от значений скорости и температуры в рассматриваемой точке движущейся текучей среды. Полезно отметить, что поток конвективно переносимой теплоты не зависит от градиента температуры и теплопроводности вещества. [c.210]

В большинстве случаев при обычно принятых для промышленной аппаратуры значениях скоростей движения потоков газов, паров или капельных жидкостей перенос теплоты за счет конвекции значительно превосходит перенос за счет теплопроводности, т. е. 9т- Однако вблизи неподвижной твердой поверхности, где скорость вязкой жидкости и) быстро уменьшается до нулевого значения на самой поверхности (см. первое равенство (1.51)), соотношение значений и существенно изменяется в пользу теплопроводности. В пределах ламинарного пристенного слоя жидкости конвективный перенос теплоты поперек слоя равен нулю, так как в поперечном направлении текучая среда в ламинарном слое не перемещается и, согласно соотношению [c.210]

Физическое содержание дифференциального уравнения (3.47) по-прежнему соответствует закону сохранения теплоты для произвольной точки в потоке теплоносителя скорость изменения теплосодержания вещества в точке равна разности между приходом и уходом теплоты из этой точки за счет конвективного переноса теплоты (три первых слагаемых, содержащих компоненты скорости ю , IV,J и и за счет теплопроводности (слагаемые правой части). Первые производные температуры по координатам в конвективных слагаемых соответствуют различным температурам входящих и выходящих из рассматриваемой точки конвективных потоков теплоты, а вторые производные температуры в кондуктивных членах объясняются разностью градиентов температуры, от которых зависит перенос теплоты теплопроводностью (3.1). [c.229]

Еще ОДИН, очень часто используемый критерий теплового подобия, получается из анализа физических условий теплообмена теплоносителя и теплообменной поверхности. В гл. 1 отмечалось, что какова бы ни была степень турбулентности основного потока теплоносителя, в непосредственной близости от твердой поверхности вследствие ее демпфирующего влияния на турбулентные пульсации всегда имеется относительно тонкий пристенный слой, в пределах которого текучая среда потока перемещается вдоль стенки в ламинарном режиме. Существенно, что при ламинарном течении конвективный перенос теплоты имеет место только вдоль направления движения, а в поперечном направлении, т. е. нормально к стенке, теплота может распространяться лишь за счет механизма теплопроводности (рис. 3.10). Таким образом, теплота, которой обмениваются основной поток теплоносителя и теплообменная поверхность (стенка), в общем случае выражаемая уравнением теплоотдачи (3.6), поперек пристенного слоя в конечном счете передается только за счет механизма теплопроводности [c.234]

Волнообразное движение пленки, возникающее под действием сил поверхностного натяжения жидкости, приводит к появлению некоторого конвективного переноса теплоты поперек пленки, что интенсифицирует теплообмен пленки с поверхностью приблизительно на 20 %. [c.260]

Кипение в пленке. Иадеет место гравитационное стека-ние пленки, на поверхность которой поступают капли жидкости, существенно недогретой до температуры насыщения. О наличии кипения свидетельствует появление отдельных пузырей, прорывающих пленку более детальное наблюдение картины кипения при помощи специальных методов (например, кинематографических с соответствующим увеличением) не производилось. Зависимость теплоотдачи от трмпературного напора в этом режиме а—ЛT . Качественный анализ процесса приводит к выводу о. том, что определяющими теплоотдачу факторами являются 1) пузырьковое кипение с возможньщ схлопыванием пузырей в холодном слое, расположенном вблизи от свободной поверхности пленки 2) конвективный перенос теплоты стекающей пленкой 3) возмущение пленки каплями. [c.170]

Конвективный перенос теплоты-перенос физ. теплоты перемещающихся нагретых жидкостей, газов, паров или их смесей, а также дисперсньк сыпучих материалов, В наиб, распространенном случае, когда существен лишь перенос внутр, энергии, а переносом мех, и потенциальных видов энергии можно пренебречь, плотность теплового потока эа счет конвективного переноса составляет [c.526]

Теплоотдача от тел малых размеров. Прямые эксперименты по теплоотдаче от датчиков, размер которых сравним с диаметром частиц с1т й), проводить сложно, особенно в слое мелких частиц, поэтому экспериментальных данных здесь мало. В слое очень мелких частиц (Аг- 0 и Некр- О) скорости фильтрования газа ничтожны и конвективный перенос теплоты пренебрежимо мал по сравнению с теплоотдачей теплопроводностью от нагретой частицы к соседним холодным. Для его оценки можно воспользоваться данными по теплоотдаче в слоях более крупных непродуваемых частиц [21]. Экспериментальные данные и уточненные расчеты 22] в слоях неметаллических частиц дают значения Ып 10, что хорошо совпадает с результатами оценочных расчетов по модели (2.17). [c.108]

Тела сферической (или близкой к ней) формы часто фигурируют в задачах переноса. При расчете конвективного переноса теплоты или вещества необходимо располагать значениями коэффициента теплоотдачи а (или массоотдачи р) к шару или от него. Последующий анализ имеет целью установить нижнюю границу а и обосновать вид расчетньк соотношений. [c.495]

Конвективный теплообмен — процесс переноса теплоты от стенки к движущейся относительно нее жидкости или от жидкости к стенке. Вследствие црилипания жидкости к поверхности teнки вблизи нее образуется пограничный слой, в котором движение определяется силам и вязкого трения. Аналогично этому вблизи стенки имеется тепловой пограничный слой, в котором теплота передается в основном путем теплопроводности. Наряду с этим в движущейся жидкости происходит конвективный перенос теплоты, обусловленный перемещением частиц жидкоети из зоны [c.289]

Поскольку математическое описание процессов конвективного переноса теплоты включает уравнения движения, точность аналитических решении в большой степени определяется точностью математического описания структуры потока жидкости. Для тепловых процессов характерно изменение температуры потоков в пространстве, а часто и во времени. Неизотермичность потока вказы- [c.290]

В рассматриваемом случае производная д 11дх — О, поскольку теплопроводностью в направлении движения по сравнению с конвективным переносом теплоты можно пренебречь, а = О вследствие однородности потока вдоль оси 2. [c.293]

Теплообмен в ламинарной пленке описывается дифференциальным уравнением кондуктивно-конвективного переноса теплоты (3.51), упрощенным, согласно условиям задачи [c.259]

Каков физический смысл дифференциального уравнения (3.51) кондуктивно-конвективного переноса теплоты в движущемся потоке [c.308]