Профили скорости свободная конвекция

Исследования были выполнены при одностороннем и двухстороннем отсосе для параболического и плоского профилей скорости во входном сечении зоны селективного отсоса. Опыты в канале с верхней проницаемой стенкой соответствовали условию концентрационной устойчивости напротив, при одностороннем отсосе на нижней проницаемой стенке в определенных условиях возникает свободная конвекция, и течение в канале приобретает сложный смешанно-конвективный характер. На рис. 4.11 показаны основные варианты проведения опытов. [c.141]

При свободной или естественной конвекции характер движения жидкости определяется только подъемными силами, зависящими в свою очередь от плотности и сил тяжести. Кроме того, профили скорости и температуры в жидкости тесно взаимосвязаны. Это резко отличает рассматриваемый вид теплообмена от вынужденной конвекции, когда режим течения определяется внешними силами, создаваемыми, например, насосами или вентиляторами. В последнем случае предварительно определяют профиль скорости, а затем используют его для расчета профиля температуры. При вынужденной конвекции число Нуссельта является функцией чисел Прандтля и Рейнольдса, а при свободной конвекции — чисел Прандтля и Грасгофа. Число Грасгофа — это безразмерный комплекс, представляющий собой отношение подъемных сил к силам вязкости [c.33]

Мы обсудим также задачи, не относящиеся ни к одному из этих классов. Некоторые из них можно считать продолжением задач конвективной диффузии. В режиме предельного тока омическое падение потенциала все еще пренебрежимо мало, а электрическое поле в диффузионном слое вблизи электродов может привести к увеличению предельного тока. При этом плотность тока распределена на электроде точно так же, как и при пренебрежении миграцией, а величина плотности тока увеличивается или уменьшается во всех точках на одно и то же число, зависящее от состава раствора (гл. 19). При рассмотрении свободной конвекции в растворах с фоновым электролитом этот эффект также имеет место. Кроме того, неоднородность концентрации фонового электролита влияет на распределение плотности и, следовательно, на профиль скоростей в системе. Этот эффект не исчезает даже при большом избытке фонового электролита (он обсуждается в последнем разделе гл. 19). [c.332]

Казалось бы, добавление фонового электролита к раствору должно приблизить задачу о свободной конвекции к задачам тепло- и массопереноса в растворе неэлектролита. Однако это не так, поскольку, хотя фоновый электролит уменьшает миграцию, изменения концентрации фонового электролита меняют плотность раствора примерно так же, как и реагент, и тем самым оказывают влияние на профиль скорости. Поскольку скорость массопереноса зависит от профиля гидродинамической [c.407]

В реакторе не всегда компенсируется менее продолжительным временем пребывания других молекул. Кроме того, положение усложняется наличием диффузии. Вследствие более длительного времени пребывания у стенок образовавшиеся там продукты реакции обладают сравнительно высокой концентрацией и диффундируют к центру реактора, в то время как исходные вещества диффундируют к стенке. Таким образом, частично компенсируется недостаточная турбулентность потока. Существование свободной конвекции также благоприятствует приближению к потоку с равномерным профилем скорости. [c.146]

Ламинарное движение (Не 2000). Вследствие неизотермичности потока и малой скорости вынужденного ламинарного движения на теплоотдачу оказывает влияние изменение физических свойств по сечению трубы и свободное движение. При этом различают два режима ламинарного течения 1) вязкостный, когда из-за преобладания сил вязкости над подъемными влияние свободной конвекции отсутствует, а изменение вязкости по сечению трубы влияет на профиль распределения скоростей 2) вязкостно-гравитационный, когда распределение скоростей по сечению зависит не только от изменения вязкости, но и от направления и интенсивности поперечных токов свободного движения, обусловленного разностью температур жидкости у стенки трубы и вдали от нее. [c.21]

Приведенные выше данные относятся к процессам испарения и ректификации в колоннах со смоченными стенками при турбулентном режиме течения газа. Уравнение Гретца, описывающее перенос в ламинарный поток с параболическим профилем скоростей, должно удовлетворяться при ламинарном режиме течения с Не < 2000. Джиллиленд, однако, установил, что его данные, полученные при низких числах Рейнольдса для газа, лучше отвечают уравнению, выведенному для течения поршневого типа, когда скорость остается неизменной по диаметру. Эксперимент проводился в изотермических условиях при прямоточном и противоточном режимах течения следовательно, свободная конвекция не должна была искажать предполагаемый параболический профиль скоростей. Сведения о массообмене при значениях Не < 2000 можно получить, используя значения А (см. табл. 3.2) в виде зависимости от Dt/yl, где уо — радиус трубы, а t — время прохождения газа через трубу при средней или усредненной его скорости. [c.244]

Физические свойства жидкости зависят от температуры, вследствие чего профиль скорости в трубе в условиях теплообмена может сильно отличаться от профиля скорости в случае изотермического течения. Так как гидродинамика потока влияет на распределение температуры, изменение профиля скорости сказывается на теплоотдаче. При ламинарном режиме (малые скорости течения) зависимость плотности жидкости от температуры является причиной появления в трубе интенсивных токов свободной конвекции, существенно изменяющих картину течения. [c.248]

Режим смешанной конвекции. При числах Ra > 3 10 на течение жидкости в трубе оказывает влияние неоднородное распределение плотности в потоке жидкости. В этом случае на вынужденное ламинарное течение накладывается свободная конвекция, которая приводит к деформации профиля скорости и возникновению вторичных течений в трубе. Результирующее течение зависит от расположения трубы в пространстве (горизонтальное, вертикальное, наклонное) и от направления теплового потока (от стенки к жидкости или наоборот). [c.259]

При существенном влиянии свободной конвекции в горизонтальной трубе происходит деформация как профиля скорости, так и профиля температуры. Все это приводит к тому, что в обогреваемой трубе коэффициент теплоотдачи изменяется по периметру сечения, причем а на нижней образующей может быть значительно больше, чем на верхней. При отводе теплоты через стенку (жидкость охлаждается) картина обратная. Средний по периметру коэффициент теплоотдачи при больших значениях приведенной длины (при X > 1) можно рассчитать по формуле Петухова—Полякова [c.261]

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]

Вертикальный канал. Рассмотрим плоский вертикальный незамкнутый канал (см. рис. 1.28, б), высота и глубина которого h и В, ширина Ь стенки канала одинаково нагреты и имеют на расстоянии X от входа в канал температуру г (х).Из-за разности температур между воздухом внутри канала tf x) и вне его tf(0)=t возникает свободная конвекция. На некотором удалении от входа в канал пограничные слои смыкаются и движение жидкости становится стабилизированным, скорость u(i/) не изменяется с координатой X и при ламинарном движении имеет параболический профиль по координате у. Исследование свободной конвекции в вертикальном канале показано, что на интенсивность теплообмена существенно влияют отношение bjh и значение числа Рэлея Ra = = Gr-Pr, а опытные данные хорошо аппроксимируются зависимостью [c.74]

Результаты численных решений для распределения скорости и температуры [Л. 79] приведены на рис. 13-20 и 13-21 (Рг=1). Из них следует, что характер распределения скорости и температуры в паровой пленке аналогичен соответствующим профилям в пограничном слое однофазной жидкости в условиях свободной конвекции. При малых температурных напорах распределение температуры имеет практически линейный характер. [c.320]

Свободная конвекция, наложенная на вынужденное движение в канале, формирует в условиях отсоса сложное смешанноконвективное движение, которое деформирует диффузионный пограничный слой и существенно меняет локальные характеристики массообмена. Интерферограммы и распределения безразмерной концентрации показаны на рис. 4.17 и 4.18. На начальном участке, до потери концентрационной устойчивости (Яа< <Кас), развитие диффузионного пограничного слоя идентично процессу с устойчивым распределением плотности. При Ка = Кас появляются конвекция и деформация профиля скорости. Далее течение принимает форму вихревых шнуров, что приводит к сильным пульсациям толщины диффузионного пограничного слоя, причем амплитуда пульсаций имеет определенную периодичность, достигая максимального значения в зоне формирования потенциала неустойчивости. [c.145]

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]

Скорость истечения газов будем считать достаточно высокой, чтобы не учитывать влияние свободной конвекции (подъемной силы), но достаточной малой сравнительно со скоростью звука (М<1). Зону воспламенения в факеле будем полагать предельно короткой — локализованной непосредственно возле устья горелки (кольцевого стабилизатора). Заметим, что противоречивость многих опытных данных вызывается чаще всего различием, иногда весьма существенным, в длинах участка факела до вйспламенения. Как и большинство интегральных характеристик, длина факела отражает суммарное влияние различных параметров на аэродинамику факела. Использование длины факела в качестве характерного линейного масштаба позволяет значительно упростить аэродинамический расчет и, что весьма существенно, получить универсальные выражения для определения профилей температуры, концентраций и конфигурации факела. В настоящее время разработан ряд методов, позволяющих определить длину ламинарных- и турбулентных пламен неперемешанных газов для простейших в газодинамическом отношении типов прямоструйного факела [1, 15, 16, 27, 49 и др.]. Этим, однако, не исчерпывается задача. Для различной организации топочного процесса в целом и его аэродинамики, в частности, необходимо исследование горения газа в более сложных, чем изученные к настоящему моменту, видах струйных течений. Многообразие последних определяет целесообразность единообразного подхода к расчету аэродинамики различных типов газовых, пламен. Рассмотрим в связи с этим обобщенную схему расчета длины факела неперемешанных газов, позволяющую на основе данных по аэродинамике свободных струй определить зависимость длины факела /ф от основных параметров [90]. Имея в виду качественное сопоставление результатов, относящихся к плоским и осесимметричным пламенам (ламинарным и турбулентным, свободным и иолуограни-ченным), не будем вначале учитывать изменение,плотности газа в поле течения факела. В дальнейшем (гл. 3, 4) при расчете конкретных типов газовых пламен это ограничение будет снято [c.24]

П р и м е ч а н и я Д — основной размер профиля, Л — высота щели обдува над формообразователем (8.5 мм — высота первого пояса отверстий, 13.5 мм — высота второго пояса), а — расстояние от щели обдува до поверхности образца, I — высота зоны лобового обдува, Я расход воздуха, V — скорость вытягивания, Рсеч — площадь поперечного сечения образца, р. — металлоемкость образца (вес на единицу длины). Во всех случаях профиль — труба, плотность расплава р = 2.45 г см теплота кристаллизации Ь = 0.4 МДж кг разность между температурой кристаллизации и комнатной равна 640° С, коэффициент теплоотдачи свободной конвекцией с внутренней поверхности трубы СЕ — 17.4 Вт °С . [c.199]

Сопоставление аналитического решения с данными опыта показывает, что удовлетворительное согласование, получается только при весьма небольших температурных напорах (приближенно, изотермическое течение). Вообще же, нашленьшее расхождение результатов теоретического расчета с данными экспериментального исследования теплообмена между жидкостью и стенками трубы получается в том случае, если принять, что скорость по сечению остается постоянной. Впрочем, при сколько-нибудь значительных температурных йапорах Еюобще невозможно привести расчетные результаты к удовлетвори- тельному согласованию с данными опыта, независимо от каких бы то ни было предположений о характере скоростного профиля. Под влиянием изменения плотности и вяз- кости возникают эффекты, которые совершенно не отражены в принятой при рещении физической модели про-" цесса. На оснойной процесс теплопроводности наклады- вается молярный перенос тепла в радиальном направлении. Начинает проявляться влияние Свободной конвекции. Те 1 енне Турбулизируется. Происходит полное перерождение формы движения. [c.199]

Выше указывалось (рис. 13-20, 13-21), что характер распределения скорости и температуры в пограничном слое при кнпеиии является сходным с соответствующими профилями в пограничном слое при свободной коивекции однофазной жидкости. Поэтому теплоотдачу при пленочном кипении можио представить формой зависимости, которая применяется при конвекции однофазной жидкости. При турбулентном движении паровой плеики средняя теплоотдача описывается зависимостью [Л. 99] [c.321]