Теплообмен турбулентный

Случай Ртф. Наиболее сложным для анализа является теплообмен турбулентного потока теплоносителя в общем случае Рг ф 1 (значение турбулентного критерия Прандтля по-прежнему полагается равным единице). Классическая гидродинамическая схема турбулентного потока состоит из турбулентного ядра, чисто ламинарного подслоя у стенки и переходной зоны между ламинарным слоем и развитым турбулентным течением в ядре потока (или его невозмущенной части при внешнем обтекании тела) — рис. 4.8. Считается, что в турбулентном ядре можно пренебречь переносом теплоты за счет молекулярной теплопроводности. Наоборот, в ла- [c.66]

Оби ее корреляционное соотношение для средних коэффициентов теп.юотдачи при продольном обтекании плоской пластины. В большинстве практических случаев встречаются пластины с тупой передней кромкой и высокой степенью турбулентности набегающего потока. Вследствие этого на всей длине пластины существует только турбулентный пограничный слой и не наблюдаются резкие нзменения чисел Нуссельта от значений, задаваемых (2), до значений, определяемых зависимостью (8). В [7] получена графическая корреляция экспериментальных данных по теплообмену при течении воздуха на плоской пластине при 101<Нег<10 . Как показано в [8], приведеиное ниже соотношение не только хорошо описывает данные [7], но и удовлетворительно согласуется с измеренными значениями коэффициентов теплоотдачи в широком диапазоне чисел Прандтля [c.242]

Реакторы вытеснения устанавливают горизонтально или вертикально. В тех случаях, когда необходимо организовать теплообмен, реактор по своей конструкции бывает похож на кожухотрубный теплообменник. При этом реагенты могут находиться либо в трубном, либо в межтрубном пространстве. Реакционный объем может быть заполнен частицами твердого катализатора или инертной насадкой для улучшения теплопередачи или контакта между фазами в гетерогенных реакциях (за счет увеличения турбулентности) [c.116]

Выбранные размеры должны были позволить исследовать о)гая-" ние скорости потока на скорость реакции и теплообмен в трех режимах— ламинарном, турбулентном и промежуточном. В качестве катализатора применялась медь, нанесенная на поверхность носителя. Диффузия в порах катализатора влияния на процесс не оказывала. После ориентировочного определения размеров аппарата следовало проверить, достаточен ли выбранный объем слоя и не может ли произойти нежелательный рост температуры. [c.179]

Конвективный теплообмен при турбулентном течении [c.105]

Коэффициент теплоотдачи прп конвективном теплообмене (охлаждение или нагревание) зависит как от условий обтекания стенки трубы жидкостью, так и от режима ее течения. Для жидкости, подаваемой в трубное пространство теплообменника, стремятся создать турбулентный режим за счет увеличения числа ходов. [c.149]

Теплообмен при турбулентном течении в круглых трубах. Рассмотрим турбулентное течение в круглой трубе с установившимся профилем скорости. [c.106]

Пластинчатые теплообменные аппараты характеризуются высоким коэффициентом теплопередачи благодаря высокой турбулентности потока, малой ширине зазора между пластинами и рифлению на них. [c.33]

При испарении жидкости с твердой поверхности в поток турбулентно движущегося газа [61 показатель степени т при числе Рейнольдса составляет порядка 0,8, что находится в согласии с опытными данными по теплоотдаче от газа к поверхности твердой стенки. Это также находится в соответствии с ранее рассмотренной аналогией между теплообменом, массообменом и трением в однофазных газовых потоках. [c.202]

Так как температура металла куба на 75—100 °С выше средней температуры сырья, то в случае отсутствия турбулентного движения коксуемой жидкости на обогреваемой внутренней поверхности куба может преждевременно образоваться коксовая корочка, ухудшающая теплообмен. Для предотвращения выпадения механических примесей был предложен способ подачи водяного пара в нижнюю часть куба одновременно с началом его обогрева [43]. Однако это не применяется из-за технических трудностей при удалении из коксового пирога паровых маточников и их очистке. Наиболее эффективен интенсивный обогрев кубов, который приводит к улучшению теплопередачи. [c.74]

Установки коксования на порошкообразном теплоносителе имеют ряд достоинств, благодаря которым они привлекли к себе внимание нефтепереработчиков. Конструктивное решение основных аппаратов (реактора ц нагревателя) установки довольно простое (рис. 41). Нагрев теплоносителя осуществляется в кипящем слое. Небольшие размеры частиц теплоносителя (не более 2 мм) позволяют сравнительно легко его транспортировать но трубопроводам, создавать кипящий, т. е. турбулентный слой, осуществлять интенсивный теплообмен между теплоносителем и коксуемым сырьем и создавать большую поверхность контакта. [c.124]

Здесь числовой множитель имеет соответствующую размерность. В табл. (П.2.1) представлены значения этого отношения при различных значениях Q и (1, характерных для сырьевых потоков при обессоливании нефтей в теплообменной аппаратуре и в транспортных трубопроводах. Эта таблица дает наглядное представление о соотношении абсолютных величин скоростей частиц, определяемых турбулентными пульсациями и полем силы тяжести. [c.185]

Из данных табл. П.2.1 видно, что в теплообменной аппаратуре, а в ряде случаев при движении сырья по транспортным трубопроводам относительным движением дисперсных частиц под действием турбулентных пульсаций можно пренебречь и учитывать только их относительное движение за счет сил тяжести. Если скорости и из могут быть величинами одного порядка, следует рассматривать результирующую скорость частицы, которую находят по правилу суперпозиции этих скоростей, вытекающему из линейности исходного уравнения движения частицы. Обозначая угол между направлениями скоростей 1 и 2 через а, запишем абсолютную величину результирующей скорости в виде [c.185]

Авторы объясняют это следующим образом. Для аппаратов с мешалками критическое значение числа Рейнольдса составляет примерно 20, однако развитое турбулентное движение возникает лишь при Ке 10 , и, следовательно, при Ке 400 преобладает ламинарный характер течения перемешиваемой жидкости. Те же авторы исследовали теплообмен и в аппаратах с перегородками при 4-Ш Не З-10 , при этом были получены более высокие значения коэффициентов теплоотдачи [c.51]

Турбулентный режим течения встречается в практике создания теплообменной аппаратуры несравненно чаще, чем ламинарный. Коэффициенты теплоотдачи при турбулентном режиме выше, чем при ламинарном, поэтому аппаратуру стараются проектировать так, чтобы использовать это преимущество. К сожалению, получение теоретических решений в турбулентной области сопряжено с гораздо большими трудностями, чем в ламинарной, [c.105]

В рассматриваемом случае имеет место теплообмен между образующейся жидкой фазой и парогазовой смесью, закономерности которого изучены еще недостаточно. Если предположить, что указанная теплота передается охлаждающей поверхности путем конвекции, что, по-видимому, отвечает реальным условиям процесса при турбулентном режиме парогазового потока, то, пользуясь формулами (5.79), (5.81) и (5.83), можно лишь приближенно вычислить изменение парциального давления пара в ядре потока на соответствующих расчетных участках аппарата, так как эти формулы не учитывают изменение температуры в ядре потока, обусловленное поглощением теплоты конденсации пара в объеме движущегося потока. При этом в зоне больших концентраций пара получают несколько заниженные значения величин парциальных давлений пара по сравнению с действительными значениями, а в зоне малых концентраций расхождение между расчетной и действительной величинами будет уменьшаться, так как относительное влияние теплоты конденсации пара на температуру потока будет невелико. [c.176]

Конве1сция жидкости (газа) может быть вынужденной либо свободной. В теплообменных аппаратах наблюдается вынужденная кон векция /КИДКОСТИ. Режим движения жидкости в них может быть ламинарным, переходным либо турбулентным. [c.149]

Влияние массообмена на теплообмен при турбулентном течении паровой смеси обобщено с помощью зависимостей [c.188]

Обобщенный анализ. Построение обобщенных переменных. Из практики проектирования теплообменных аппаратов известно, что большинство промышленных аппаратов работают в турбулентном режиме. Поэтому ири дальнейшем анализе будем полагать, что теплоотдача в трубах происходит при развитом турбулентном рел<име. [c.326]

Сопоставление опытных данных по теплообмену между зернами и потоком газа, выполненное Гельпериным и сотрудниками [3], показывает, что в турбулентной области (Re/e > 200) для всех систем с подвижными и неподвижными зернами теплообмен характеризуется величинами одного порядка. Для приближенной оценки этими авторами предложены следующие ориентировочные соотношения для Re/е < 200 [c.44]

В том случае, когда конденсация происходит на кожухе горизонтального кожухотрубного теплообменника, конденсат естественно стекает вниз с одной трубы на другую. Хотя падающие капли генерируют турбулентное движение пленки конденсата, этот эффект не компенсирует эффект увеличения толщины пленки, поэтому в целом теплообмен ухудшается. Как правило, необходимо стремиться к возможно более быстрому удалению конденсата с поверхности, что достигается, например, применением рифленых или гофрированных поверхностей. Эксперименты показывают, что использование вертикальных труб с желобками на их поверхности вместо гладких вертикальных позволяет увеличить коэффициент теплоотдачи до 5 раз. [c.96]

D. Теплообмен при турбулентном течении. Переход к турбулентному течению в каналах начинается при числе Re=2300. Течение становится полностью турбулентным при 5.10 [c.236]

В [30] проведен численный анализ турбулентного течения в трубах с идеализированными прямыми ребрами. Необходимые для модели турбулентности константы получены из экспериментальных данных по воздуху. Поскольку ожидается дальнейшее усовершенствование численных методов, можно будет рассчитывать теплообмен для более широкого класса геометрий и жидкостей без обращения к большим экспериментальным программам. [c.324]

Для того чтобы свободно ориентироваться в дальнейших обсуждениях, ниже приведено краткое описание типичных значений физических свойств полимеров, относящихся к задачам теплообмена. Затем перечислены важные безразмерные критерии, которые описывают качественно природу задач теплопереноса. Затем представлены характерные решения задач теплообмена соответственно с учетом и без учета нагрева вследствие внутреннего трения. Рассматриваемые задачи в большинстве своем ограничиваются течениями в каналах. В конце данного параграфа приведено описание влияния добавок небольших количеств полимеров на теплообмен в трубах или при турбулентном режиме течения. [c.328]

В камере радиации печного агрегата происходит ряд взаимосвязанных физико-химических процессов горение топлива, ради-адаонно-конвективный теплообмен, турбулентное течение продуктов сгорания. При этом существенную роль играют расположение горелок и способ отвода продуктов сгорания из топки, циркуляция продуктов сгорания, характер тепловыделения в объеме факела, селективность излучения, конструктивные параметры топки. [c.99]

Таким образом, коэффициент теплоотдачи а от турбулентного потока к поверхности может быть вычислен, если известен коэффициент гидродинамического сопротивления системы турбулентный поток—стенка. Например, для сопротивления плоской гладкой поверхности получена [14] зависимость 5 = 0,0307Ре . Подстановка ее в формулу (4.43) дает равенство Ыи = 0,01535Не /, которое удовлетворительно соответствует экспериментальным данным по теплообмену турбулентных потоков многоатомных газов. [c.66]

Рассмотренный вьпие нестационарный механизм переноса с развитой циркуляцией жидкости внутри капли удовлетворительно описывает массо- и теплообмен в каплях диаметром 0,5 - 3 мм. Для больших капель может наблюдаться интенсивное перемешивание жидкости внутри капли. В работе Хандлоса и Барона [259] дан вьшод уравнения диффузии для случая, когда движение жидкости в капле носит турбулентный характер. [c.191]

Теплоотдача от внутренних теплообменных элементов к фонтанирующему слою происходит в более благоприятных условиях, чем от ограничивающей слой стенки. Можно ожидать, что в зоне фонтана коэффициенты теплоотдачи будут близки к получаемым в псевдоожиженном слое, в а кольцевых тонах они даже могут быть несколгько выше, чем от стенки, вследствие турбулентности воздушного потока, вызванной теплообменпой поверхностью. Эти предположения подтверждаются результатами исследований Забродского и Михайлика использовавших небольшой электронагреватель (диаметром 4,2 мм, длиной 35 мм) в качестве зонда для изучения полей коэффициентов теплоотдачи . Температуру поверхности нагрева поддерживали постоянной (70 °С), а по количеству подведенной электроэнергии определяли тепловой поток. [c.644]

Теплообменмые аппараты типа труба в трубе (см. рис. 1.40 и 1.41) попользуют для загрязненных коксообразующими вещестнами и механическими примесями теплоносителей, в которых обеспечивается хороший теплообмен за счет больших скоростей и турбулентности потоков в трубном п межтрубном пространствах. Высокие скорости и турбулентность потока уменьшают возможность отложения на стенках труб кокса или других образований. В теплообменниках такой конструкции обеспечивается хорошая компенсация температурных удлине- [c.111]

Как известно, простейшая форма связи теплоотдачи и гидравлического сопротивления, данная в аналогии О. Рейнольдса, выполняется только при соблюдении подобия полей температуры и скорости, когда описываюшие их уравнения движения и энергии одинаковы. Эти условия выполняются при турбулентном теплообмене в плоском пограничном слое без градиента давления при равенстве единице молекулярного и турбулентного чисел Прандтля, когда распределение продольной составляющей скорости и профиля температуры в потоке описываются идентичными уравнениями. Отклонение от этих условий (наличие градиента давления или отличие числа Рг от 1) приводит к нарушению аналогии Рейнольдса. Тем более эта аналогия не выполняется для сетчато-поточных каналов сложной формы, определяющих трехмерную структуру потока. [c.358]

В контактном теплообменном аппарате диспергирование одной из фаз производится при помощи распылителя той или иной конструкции (сопла, перфорированные тарелки и т.п.). На выходе из распылительного устройства происходит дробление струи на множество капель. При этом в барботажном слое создается развитая поверхность контакта фаз. На струю жидкости, вытекающую из отверстия или насадки, действуют силы инерции и гравитации, силы вязкости, поверхностного натяжения, а также турбулентные пульсации в струе и в самой среде. Капли, образующиеся при распаде струи, в процессе движения соударяются между собой п со стенками аппарата. Таким образом, конечная величина частиц диспергируемой фазы определяется суммарным эффектом трех процессов диспергирования, дробления и коалесценции. Определение этой величины расчетным путем пока еще невозможно из-за недостаточной изученности вопроса. Однако для ряда частных случаев решения уже получены и содержатся в работах Колдер-бенка, Фудзияма, Хейфорта и Тройбэла, Сиемса и др. [3]. [c.66]

В результате турбулентного перемешивания в пограничном слое происходит интенсивнЕ,1Й теплообмен, вследствие чего резко сокращается необходимый для конденсации объем по сравнению с другими [c.79]

Теплоотдачу при конденсации пара, когда течение йленки конденсата в основном определяется динамическим воздействием со стороны парового потока, т. е. в условиях высоких скоростей пара и турбулентного режима течения конденсата на большей части длины трубы (за исключением начального участка), исследовали Бойко и Кружилин [36]. В результате теоретического исследования, основанного на аналогии Рейнольдса (аналогии между теплообменом и сопротивлением трения) авторы предложили полуэмпириче-скую формулу для расчета среднего коэффициента теплоотдачи [c.144]

Кинни и Сперроу [183] дали численное решение задачи о теплообмене при турбулентном течении парогазовой смеси внутри трубы с пористой стенкой. Результат этого решения был представлен [27] в форме зависимости вида (5.31) [c.167]

В литературе представлено. значительное число результатов успешных расчетов (количественно согласующихся с реальностью) турбулентных течений. Однако нельзя утверждать, что всегда достигается хорошее согласно с экспериментом или что все проблемы, связанные с разработкой моделей турбулентности, уже решены. Существенная неопредоленность имеет место в тех областях течения, где существенны гидростатические подъемные силы, а т. лсже в условиях, когда эффективные переносные свой-стпа лишь немного превосходят значения соответствующих параметров при ламинарном течении. Можно ожидать, что ксследования в этой области будут продолжаться еще много лет. прежде чем потребности конструкторов теплообменни-кср будут удовлетворены полностью. [c.40]

Известно, что аналогия между теплообменом и трением для шероховатых поверхностей при турбулентном течении зависит от типа шероховатости. Решение задачи для эквивалентной песочной шероховатости приведено в [21], Недавно появившаяся работа рассматривает поверхности, которые можно производить промышленным способом. В [22] коэффициенты теплоотдачи для труб с шероховатостью в виде квадратных повторяющихся ребер обобщены на основе корреляций для коэффициента трения с использованием функции подобия Никурадзе числа Рейноль- [c.323]

Показано, что вибрацня повер.хности улучшает теплообмен как прн ламинарном, так и при турбулентном режимах течения жидкостей в трубах [2]. Наибольшее увеличение коэффициентов теплоотдачи (до 200%) наблюдалось при ламинарном или переходном режиме течения в трубчатом теплообменнике с коицснтрическими трубами, внутренняя труба которо1о вибрировала в поперечном направлении и в прямоугольном канале с гибкой вибрирующей стороной. Сложность оборудования и относительно большие затраты энергии, ио-видимому, исключают этот метод из практического применения. [c.326]

F. Теплообмен в турбулентных потоках слабых растворов полимеров. Хорошо известно (см. 2.2.8), что добавление малых количеств полимеров, имеющих высокую молекулярную массу, к турбулентному потоку в трубах может привести к существенному снижению коэффициента трения при заданном числе Рейнольдса. Неудивительно, что тот же самый механизм, который даст это снижение торможения среды, мог бы также воздействовать на тепло-и массопереиос к стенке в турбулентном потоке. [c.336]