Свободная конвекция

Рис. 97. Поправка к коэффициенту теплоотдачи свободной конвекцией от стенки трубы к воде при различных значениях диаметра трубы (см. рис. 96).

Коэффициент теплоотдачи свободной конвекцией мо>кно вычислить по уравнению [c.127]

Различают два вида конвекции — свободную И вынужденную. Свободная конвекция [c.56]

В современных трубчатых печах основную роль играет передача тепла излучением или радиацией. Поэтому важнейшей частью печи является камера радиации, одновременно выполняющая роль топочной камеры. Процесс теплоотдачи в радиантной камере трубчатой печи складывается пз теплоотдачи радиацией и свободной конвекцией, Однако основную роль играет теплоотдача радиацией, а удельный вес теплоотдачи конвекцией сравнительно невелик. [c.116]

При наличии заметных градиентов концентрации компонента с сильно отличной от газовой среды молекулярной массой возникает естественная конвекция за счет разности плотностей и конвекционные токи усиливают перемешивание [8]. Подробнее к этому вопросу мы вернемся в гл. IV при учете свободной конвекции, вызываемой температурными градиентами. [c.89]

В промышленных реакторах в условиях ламинарного потока вследствие свободной конвекции концентрации выравниваются, что позволяет с допустимой точностью пользоваться при расчетах уравнениями для потока с равномерным распределением скорости. Однако в небольших лабораторных установках ошибка может оказаться весьма значительной, поэтому в данном случае целесообразно проводить исследования при турбулентном режиме. [c.152]

Для расчета коэффициента теплоотдачи к воде, подаваемой в рубашку колонны, воспользуемся условиями свободной конвекции жидкости и соответственно уравнениями (9.51) и (9.52). Согласно уравнению (9.52) при = (Bj + 02)/2 = (75 + 50)/2= = 62,5 и четырехсекционной рубашке с высотой каждой секции Яр = 2 м получим [c.283]

ВОЗМОЖНОСТЬ возникновения свободной, конвекции как следствие концентрационной неустойчивости по условию Ra>Ra . Критические значения числа Релея находят по уравнению (4.67). [c.154]

В разд. 4.2 обращалось внимание на возможность возникновения смешанно-конвективного течения в каналах мембранных элементов. Замечено [33—35], что при жидкофазном разделении потоки массы, проникшие через верхнюю и нижнюю стенки мембранного элемента, существенно различны. Джонсон [35], исследуя оптическим методом поле концентраций вблизи вертикальной плоской мембраны, отметил существенное изменение распределения концентраций при возникновении свободной конвекции. [c.138]

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]

В качестве базового процесса для расчета Sho принят массообмен в плоском канале с непроницаемыми стенками при ламинарном течении в отсутствие свободной конвекции. [c.143]

Интенсификация массообмена за счет наложения свободной конвекции по сравнению с вынужденным движением показана на рис. 4.23. Видно, что ускорение процесса весьма значительно и сильно различается на верхней и нижней стенках канала. [c.149]

Было показано [9], что развитие свободной конвекции за счет концентрационной неустойчивости приводит к заметной интенсификации массообмена, при этом максимум зависимости Ки = = f Pf) смещается в область больших давлений, а абсолютное значение коэффициента извлечения заметно возрастает, приближаясь к пределу в режиме идеального вытеснения с полным поперечным перемешиванием (см. рис. 4.27). В конечном счете это снижает удельные затраты энергии при заданном значении целевого компонента (см. рнс. 7.16). [c.267]

Естественная или свободная конвекция, вызываемая разностью плотностей в различных точках раствора, может оказывать существенное влияние на массоперенос, особенно при разделении растворов электролитов, плотность которых сильно зависит от концентрации. В аппаратах с горизонтальными плоскими мембранами естественная конвекция может вносить большой вклад в общий массоперенос, при [c.177]

Это уравнение получено для условий свободной конвекции. В работе [22] предложено модифицированное уравнение, описывающее оба случая, дБ [c.156]

Передача тепла в теплообменниках происходит в основном за счет проводимости и конвекции, так как при существующих температурах тепловое излучение незначительно. Проводимость — основной механизм передачи тепла в твердых телах. Он заключается главным образом в передаче энергии при прохождении одного слоя молекул вдоль другого слоя и обмена между ними кинетической энергией. Конвекция имеет место только в потоках и заключается в реальном перемещении молекул с одного места па другое. Свободная конвекция возникает при естественном случайном движении, а принудительная является результ атом принудительного движения молекул, которое имеет место только при наличии потоков. [c.167]

При естественной свободной конвекции, связанной исключительно с изменениями температуры окружающей среды, конвекционные токи в резервуаре в зависимости от направления теплового потока могут быть круговыми или вертикальными (рис. 13). В наземных ре- [c.144]

Расчет суммарной теплоотдачи в топочной камере сводится к определению коэффициента прямой отдачи р., представляющего собой, как отмечалось ранее, отношение общего количества тепла, переданного радиантным трубам (слагающегося из теплоотдачи радиацией и свободной конвекцией), к об1цему полезному тенлу, внесенному топливом [c.117]

Коэффициент теплоотдачи свободной конвекцией можно вычислить из уравнения [c.81]

Для указанных значений фактора Ь о расчет массоотдачи можно производить по уравнению, полученному на основании аналогии раздельно протекающих процессов тепло- и массообмена. Опытные данные, полученные в условиях малой интенсивности поперечного потока вещества ( Ь<0,15), показали, что при значениях Аг/Ке < 0,2 свободная конвекция практически не влияет на интенсивность тепло- и массообмена [35]. [c.167]

Экспериментальное исследование влияния свободной конвекции на интенсивность тепло- и массообмена при конденсации водяного пара из паровоздушной смеси [35] было проведено при изменении фактора проницаемости в пределах 0,04<Ьто 1,6 и параметра Ar/Re в пределах 0,2 Ar/Re 8. Опытные данные хорошо описываются кривой, приведенной на рис. 5.5. [c.168]

Определение коэффициента теплоотдачи свободной конвекции гх [c.102]

Различают вынужденную и свободную конвекцию. В первом случае перемещение среды обусловлено каким-либо внешним источником, например насосом, вентилятором, ветром и т. п. во втором случае — разностью плотностей холодных и нагретых уча-стк ов среды, [c.150]

Примером свободной конвекции является нагревание (охлаждение) жидкостей в резервуарах и емкостях. При принудительном движении жидкосте насосом в тех же случаях имеем принудительную конвекцию. [c.150]

Коэффициент теплоотдачи а зависит от режима движения среды, ее скорости, температуры и теплофизических свойств, формы и размеров элементов поверхности теплообмена. Если температуры среды и стенки, а также коэффициент теплоотдачи изменяются вдоль поверхности, то используют дифференциальную форму записи закона Ньютона в виде уравнения (IX,3), в котором коэффициент а носит локальный характер. Поскольку вынужденная и свободная конвекции всегда сопутствуют друг другу, коэффициент теплоотдачи а отражает влияние на передачу тепла конвекцией обоих этих факторов. С увеличением скорости среды и уменьшением разности температур отдельных участков среды роль вынужденной конвекции в теплопереносе возрастает. При прочих равных условиях увеличение разности температур стенки и среды позволяет передать большее количество тепла. [c.162]

Критерий прандтля представляет собой отношение количества движения, переносимого за счет внутреннего трения, к количеству тепла, передаваемого теплопроводностью. В средах, для которых критерий Прандтля имеет большую величину (например, в мазуте, минеральных маслах и т. п.), процессы переноса за счет внутреннего трения играют более существенную роль по сравнению с теплопроводностью среды. Вещества, в которых критерий Прандтля имеет малую величину, хорошо передают тепло теплопроводностью. Для газов, в которых критерий Прандтля близок к единице, оба процесса переноса сопоставимы по величине. Перенос тепла в неподвижной среде свободной конвекцией характеризуется критерием Грасгофа [c.163]

Величину коэффициента А в среднем можно принять равной 2,1. Коэффициент теплопередачи аг имеет единицу измерения Вт/(м К). В качестве тепловой изоляции используют синтетические и минеральные материалы, имеюш,1 е пористую структуру с замкнутыми мелкими порами, в которых исключается теплопередача конвекцией. Как известно, тонкие слои воздуха являются хорошей изоляцией при толщинах, исключающих возникновение свободной конвекции. Такие пористые материалы имеют весьма малые значения коэффициента теплопроводности, что позволяет при определенной толщине слоя изоляции (обычно до 150 мм) и ее конструкции получить большую величину термического сопротивления стенки. [c.174]

Составим уравнение теплового баланса топки. Часть тепла, внесенного в топку топливом (считая от температуры исходной системы), передается радиантным трубам радиацией и свободной конвекцией ( p), а остальная часть уносится продуктами горения за пределы топочной камеры [5G p (Гр — Го) 1 [c.118]

Здесь p.ji — тепло, переданное экрану радиацией, в ккал/ч p, к —тепло, переданное экрану свободной конвекцией, в ккал1ч [c.119]

При малых значениях Кеэ возможно влияние e Te TBeiyion конвекции на массообмен в зернистом слое, особенно при течении жидкости. В работе [108] показано, что при Кеэ < 1 значения р различны при разном направлении потока воды в слое элементов из р-нафтола и бензойной кислоты. При движении воды снизу вверх интенсивность массоотдачи в несколько раз ниже, чем при движении воды сверху вниз. Влияние направле-ния потока можно объяснить только эффектами свободной конвекции, которые проявляются при разнице удельных весов чистой жидкости и пограничных с элементами слоев жидкости, насыщенных примесью растворенного вещества. При движении растворителя сверху вниз более тяжелые пограничные слои жидкости стекают вниз быстрее основного потока, повышая скорость растворения при движении снизу вверх раствор может скопиться в пространстве между зернами и затруднить перенос. [c.155]

Устойчивость ламинарного течения в каналах с селективнопроницаемыми стенками может быть нарушена npi воздействии массовых сил на среду с неоднородным распределением плотности при этом возникает смешанно-конвективное течение. Следует отметить, что основная информация о влиянии свободной конвекции получена при исследовании термической неустойчивости ламинарных течений в каналах с непроницаемыми стенками, поэтому применение этих результатов к анализу концентрационной неустойчивости в каналах мембранных элементов ограничено чисто качественными выводами. [c.132]

Начало свободной конвекции характеризуется критическим числом Релея Ra , которое при гидродинамически стабилизированном режиме оказывается функцией чисел Рейнольдса н Прандтля Ra = /(Re, Рг). Как показано в работе [22], с увеличением Re возрастает устойчивость ламинарного течения и повышается критическое число Релея (npnRe O число Ra- -1708). [c.132]

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 переходном режиме течения (Ке>Кес1) относительный закон массообмена при двустороннем отсосе, оказывается той же функцией числа Рейнольдса, что в уравнении (4.64). При этом Ч вычисляют по соотношению (4.68). Влияние свободной конвекции в области переходного режима не исследовалось. [c.149]

Расчет процесса разделения смеси в мембранном модуле представляет сопряженную задачу, включающую решение системы уравнений, неразрывности, движения и диффузии (4.1ч-4.4) в напорном и дренажном каналах, которые взаимосвязаны граничными условиями в форме уравнений проницания (4.5- -4.8). Следует учесть, что скорость отсоса (вдува) и селективность мембраны являются функцией термодинамических и гидродинамических параметров газовых потоков, меняющихся вдоль канала и зависящих от выбранной схемы движения в мембранном модуле. Кроме того, в определенных условиях возможно возникновение свободной конвекции вследствие концентрационной неустойчивости диффузионного погранслоя. Численное решение системы дифференциальных уравнений весьма громоздко и в ряде случаев основано на существенных упрощениях реальной физической картины, например, не учитывается продольная диффузия и свободная конвекция. Процедуру вычислений можно упростить, если использовать одномерные уравнения расхода, импульса и диффузии (4.18), (4.21) и (4.29) и обобщенные законы массообмена, изложенные выше. [c.150]

Рис. 4.27 дает представление о характере изменения коэффициента извлечения /Си с ростом давления в напорном канале, при этом имеется возможность сравнить процессы при одностороннем и двустороннем проницании, при вынужденном и смешанноконвективном движении газа с моделью идеального вытеснения (кривая 1). Видно, что внешнедиффузионное сопротивление резко снижает массообменную эффективность мембранного разделения, причем наблюдается максимум зависимости К = Р ). Положение максимума смещается в сторону больших давлений при интенсификации процесса массообмена в результате свободной конвекции, а также при двустороннем расположении мембраны в канале. С ростом коэффициента деления 0 смещение максимума зависимости Ka f Pf) имеет более сложный характер при увеличении 0 от О до 0,5 оптимум смещается в сторону более низких давлений — это область нарастания внешнедиффузионных сопротивлений (см. рис. 4.26). Далее, с ростом 0, оптимальное значение давления Р смещается в сторону больших значений — здесь влияние массообмена в газовой фазе падает вследствие истощения смеси. В гл. 7 дан анализ влияния массообменных процессов в каналах на энергетику мембранного разделения газов, который, позволит дать рекомендации по выбору оптимального давления в аппаратах. [c.156]

Установлено , что для неподвижного слоя (низкие е) С" = = 1,0 0,2 и т = 0,5. Известно также, что для единичной сферы (высокие е) С" = 0,66 ш т = 0,5, если и<Иг ) 1 - 8с /> > 4 и отсутствует свободная конвекция . При некоторых промежуточных значениях е описание коэффициента массообмена выражением (IX,15) представляется более удачным, нежели выражениеы(1Х,14). На практике, однако, предпочитают пользоваться уравнением для единичной частицы в полном диапазоне порозностей, характерных для псевдоожиженпя. Поэтому можно записать [c.386]

Вследствие большого объема корпуса погружного теплообменника, в котором находится змеевик, скорость жидкости в корпусе незначительна, что обусловливает низкие значения коэффициента теплоотдачи снаружи змеевика. Вместе с тем в некоторых случаях большой объем жидкости, заполняющей корпус, имеет и положительное значение, так как обеспечивает более устойчивую работу теплообменника при колебаниях режима. Теплоотдача в межтрубном пространстве погружных теплообменников малоинтенсивна, так как тепло передается практически путем свободной конвекции. Поэтому теплообменники такого типа работают при низких тепловых нагрузках. Несмотря на это пофужные теплообменни- [c.25]

В целом поведение жидкости при кавитации аналогично ее кипению. При малых амплитудах наблюдается кавитация в объеме, аналогичная пузырьковому кипению порогу кавитации соответствует начало кипения. При больших амплитудах колебаний вблизи излучающей поверхности ее поведение напоминает пленочное кипение в условиях свободной конвекции. Порядки величин критической плотности теплового потока (кризиса режима кипения) и акустического "второго порога кавитации в воде близки ( 10 Вт/м ). Отсюда следует,- что к объяснению критических явлений при кавитации возможно следует подойти с позиций термодинамик и и гидродинамическЪй теории устойчивости. Существующие же объяснения пока противоречивы и исходят из других посылок [26]. [c.62]

Гидравлическое сопротивление трубчатой щелевой колонны в сопоставимых рабочих условиях примерно на порядок меньше, чем у вышеупомянутых насадочных колонн (рис. 256). Кох и Файнд [29] определяли в изотермических условиях гидравлическое сопротивление трубчатых щелевых колонн с шириной щели, изменяющейся от 4,05 до 19,68 мм, при одинаковом диаметре наружной трубы, равном 49,96 мм. Ими был также исследован процесс теплопередачи в подобных колоннах при внешнем обогреве наружной трубы. Бек [30] исследовал эффективность теплообмена и гидравлическое сопротивление в трубчатых щелевых колоннах, образованных коаксиально или некоаксиально расположенными трубами, при вынужденном движении и свободной конвекции. [c.341]