Теплоотдачи коэффициенты для перемешивания жидкости

Для расчета коэффициентов теплоотдачи при перемешивании жидкости ленточными мешалками может быть использовано уравнение [c.43]

Увеличение пузырьков пара перед отрывом, а также подъем их в жидкости приводит в движение определенные столбики жидкости, которые вызывают циркуляцию и перемешивание жидкости во всем объеме и вдоль поверхности нагрева. Этим определяется в основном степень интенсивности передачи тепла от поверхности нагрева к жидкости. Поэтому при кипении в большом объеме жидкости, т, е. при естественной конвекции, коэффициент теплоотдачи а тем больше, чем больше частота образования пузырьков и чем больше количество центров парообразования на поверхности нагрева. Ввиду того, что частота отрыва пузырьков и количество центров парообразования зависят от разности температур поверхности теплообмена и жидкости, коэффициент теплоотдачи при кипении жидкости является функцией этой разности температур или теплового напряжения поверхности нагрева, [c.108]

В области 2 коэффициент теплоотдачи а зависит от перемешивания жидкости, которое возникает в результате увеличения и движения пузырьков пара. В этой области коэффициент теплоотдачи а быстро увеличивается с росто.м температурного напора и достигает больших значений. Ввиду того, что интенсивность процесса зависит в основном от образования и движения пузырьков, эта область кипения называется пузырьковым кипением. Критическая разность температур, при которой величина коэффициента теплоотдачи возрастает до максимума, у жидкостей, указанных в табл. 30, находится в пределах между 20 и 50° С. [c.109]

При небольшом количестве передаваемого тепла влияние образования и движения пузырьков пара на теплоотдачу является ничтожно малым по сравнению с теплоотдачей некипящей жидкости. При большом количестве передаваемого тепла пузырьки пара, поднимающиеся к свободной поверхности, производят интенсивное перемешивание жидкости, которое в очень значительной степени увеличивает коэффициент теплоотдачи. [c.113]

Влияние волнового режима течения пленки конденсата на интенсивность теплоотдачи, как уже упоминалось, было теоретически и экспериментально исследовано П. Л. Капицей. Основной результат этих исследований заключается в выводе, что вследствие волнового режима течения пленки коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на вертикальной поверхности должен быть выше приблизительно на 20% по сравнению со случаем чисто ламинарного течения, которому отвечает формула (4.15) Нуссельта. Эта поправка была получена П. Л. Капицей при допущении, что изотермическое течение пленки имеет периодический волновой характер. В действительности же наблюдается беспорядочный нестационарный характер волнового движения пленки, обеспечивающий более интенсивное перемешивание жидкости и, как следствие этого, более интенсивную теплоотдачу. Для этих условий, как было показано Лабунцовым [95], поправка на волновое движение зависит от безразмерного комплекса Ке Ка ". Для большинства жидкостей при обычных условиях пленочной конденсации комплекс Ка = [c.128]

Для определения коэффициента теплоотдачи воспользуемся уравнением полуэмпирической теории турбулентного переноса (П.38). Для вычисления динамической скорости и , входящей в это уравнение, необходимо прежде всего выяснить источники турбулентных пульсаций в жидкости. Первый источник — осевое течение жидкостной пленки по внутренней поверхности аппарата. Второй, главный источник — перемешивание жидкостной пленки лопастями ротора. Наиболее интенсивное перемешивание жидкости в роторном аппарате имеет место в жидкостных валиках. Именно здесь возникают и поддерживаются наибольшие турбулентные пульсации, которые проникают в пристенный слой и постепенно затухают в нем по мере удаления лопасти. [c.199]

В случае химического режима допустимо увеличение степени перемешивания с целью увеличения коэффициента теплоотдачи на промышленной установке. Однако, поскольку 2,5 м/с — низший предел скорости турбинной мешалки для слабого перемешивания, а 5,6 м/с — верхний предел для сильного перемешивания, то для изменения коэффициента теплоотдачи внутренней пленки жидкости нельзя увеличивать скорость более чем в два раза. [c.149]

По абсолютному значению коэффициент теплоотдачи при шахматном расположении выше, чем при коридорном, что обусловлено лучшим перемешиванием жидкости, омывающей трубы. [c.119]

До теплового потока 9,5 10 ккал/м -час парообразование на нижних трубах отражается на интенсивности теплоотдачи от поверхностей верхних. Данные, полученные на испарителе, состоящем из четырех труб, приведены на фиг. 38. При высоких температурных напорах, когда перемешивание жидкости велико, трубы практически не оказывают влияния друг на друга при средних температурных напорах пар, поднимающийся от нижней трубы, создает дополнительное перемешивание вокруг второй трубы, в результате чего коэффициенты теплоотдачи от верхних труб имеют более [c.138]

Сложность гидродинамической обстановки при обтекании теплообменных поверхностей в аппаратах с механическим перемешиванием жидкостей обусловливает влияние на коэффициент теплоотдачи а от жидкости к неподвижным поверхностям многих кинематических, динамических и геометрических факторов. Неравномерность скорости жидкости вблизи отдельных участков поверхности приводит к неодинаковым значениям а, например, на различных уровнях аппарата (рис. 4.2.1.1). Обычно максимальные значения коэф- [c.246]

Перемешивание может увеличить коэффициент теплоотдачи при небольшой тепловой нагрузке. При большой тепловой нагрузке, когда формирование и подъем пузырьков пара вызывают естественное бурное перемешивание жидкости, влияние искусственного перемешивания на величину коэффициента теплоотдачи пропадает. [c.127]

Ке > 100 ООО — турбулентный режим весьма интенсивное перемешивание жидкостей и газов с образованием мелкодисперсной пены захват свинцовой дроби диаметром 2 мм обеспечение высокого коэффициента теплоотдачи от реагируюш,ей среды к стенке аппарата. [c.171]

Казалось бы, что в процессах, осуществляемых в условиях чисто жидкофазных мономолекулярных реакций, интенсивное перемешивание лишено смысла. Сейчас твердо установлено, что в любых реакциях, сопровождаемых тепловыделением порядка 300 ккал/кг и выше, лимитирующей стадией процесса сказывается не массопередача, а теплоотдача. Уровень современной техники позволяет создать реакторы любого давления с тонкостенными теплообменными устройствами и с необходимым коэффициентом теплоотдачи от стенки теплообменного устройства к охлаждающей среде [17]. В таких реакторах лимитирующей стадией теплоотвода является теплоотдача от реагирующей жидкости к встроенной камере или к погружному трубчатому теплообменнику . В целях форсирования теплоотдачи необходимо обеспечить соответствующий гидродинамический режим реактора путем усиления внутренней циркуляции в нем. [c.187]

Очаги образования мелких пузырьков (мельчайшие бугорки на твердой поверхности, частицы загрязнений и т. п.) носят название центров парообразования- Интенсивность образования пузырьков возрастает до некоторого предела с увеличением разности температур между стенкой и кипящей жидкостью (А — t — / п). С возрастанием увеличивается плотность теплового потока 9, т. е. количество тепла, передаваемого жидкости в единицу времени единицей поверхности стенки. Возникающее при этом перемешивание жидкости, обусловленное ростом, отрывом и всплыванием пузырьков, приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи а (рис. УП-14). [c.291]

Необходимым условием передачи теплоты от твердой поверх--ности к кипящей жидкости является перегрев поверхности относительно температуры насыщения. При малых разностях температур стенки и жидкости (А ) интенсивность теплообмена определяется процессом свободной конвекции жидкости около нагретой твердой стенки. По мере увеличения перегрева число центров парообразования становится больше, возрастает интенсивность перемешивания жидкости и, соответственно, повышается коэффициент теплоотдачи (рис. 5.7). [c.197]

Интенсивность кипения и скорость перемешивания жидкости велика, а скорость естественного или вынужденного движения жидкости (с точки зрения влияния на интенсивность теплоотдачи) сравнительно мала. В этом случае развитого кипения коэффициент теплоотдачи практически перестает зависеть от скорости движения жидкости и определяется только интенсивностью кипения, как при ее свободном состоянии. [c.50]

В зоне неразвитого кипения происходит кипение, интенсивность которого увеличивается по высоте подогревателя вместе с продолжающимся повышением температуры жидкости от д. до максимальной ip , называемой также температурой в точке закипания. В зоне неразвитого кипения возможно некоторое повышение коэффициента теплоотдачи а 2 за счет дополнительного перемешивания жидкости при ее кипении. [c.59]

В малом числе центров парообразования, их перемешивающий эффект для всей поверхности теплообмена оказывается незначительным и интенсивность теплообмена определяется процессом свободной конвекции жидкости около нагретой твердой стенки. По мере увеличения перегрева число центров парообразования становится больше, пузырьки растут быстрее и частота их отрыва от поверхности увеличивается. Это приводит к возрастанию интенсивности перемешивания жидкости у стенки и во всем объеме и к соответствующему повышению коэффициента теплоотдачи (рис. 4.19). При дальнейшем увеличении число паровых пузырьков, одновременно находящихся на стенке становится настолько большим, что они начинают занимать заметную долю всей теплообменной поверхности, а это, ввиду малой теплопроводности пара, приводит к уменьшению темпа роста коэффициента теплоотдачи (область приближения к максимуму на кривой рис. 4.19). [c.90]

Сложность гидродинамической обстановки обтекания теплообменных поверхностей в аппаратах с механическим перемешиванием обусловливает влияние на коэффициент теплоотдачи а от жидкости к неподвижным поверхностям многих кинематических, динамических и геометрических факторов. Очевидная неравномерность скорости жидкости вблизи отдельных участков иоверхности приводит к неодинаковым значениям коэффициента теплоотдачи, например, на различных уровнях аппарата (рис. 6.11). Обычно максимальные значения а имеют место на уровне мешалки турбинного, лопастного и некоторых других типов. Поскольку значения коэффициентов теплоотдачи при энергичном перемешивании жидкостей обычно достаточно велики [10 —10 Вт/м -К)], локальная неравномерность а приводит к неодинаковым величинам температуры Ту, на разных участках теплообменной поверхности, что подтверждается экспериментальными измерениями [9]. Вследствие неравномерностей а и Tie значение коэффициента теплоотдачи а, усредненного по всей теплообменной поверхности F, определяется следующим общим соотношением [c.118]

Еще более сложным для исследования представляется теплообмен между поверхностью и перемащиваемой суспензией, поскольку в этом случае дополнительное влияние на процесс оказывает взвешенная в жидкости дисперсная твердая фаза. Чем больше разность плотностей частиц и жидкости, тем значительнее влияние частиц, проникающих в ламинарный слой жидкости у теплообменной поверхности. От содержания дисперсной фазы зависят плотность и вязкость суспензии, а следовательно, и характер циркуляционного движения в перемешиваемом объеме. Имеется несколько работ экспериментального характера [25, 26], в которых проведено обобщение данных в виде зависимости критерия Ми от многочисленных параметров системы. В такого рода корреляционных соотношениях помимо среднего объемного содержания дисперсной твердой фазы фигурируют теплофизические свойства суспензии (вязкость, тепло- и температуропроводность), надежное вычисление которых представляет дополнительную сложность. Поэтому степень достоверности рекомендуемых расчетных соотношений для теплоотдачи к перемешиваемым суспензиям зависит от метода вычисления теплофизических свойств суспензий [9]. Обычно по мере увеличения содержания твердой фазы интенсивность теплообмена суспензии с поверхностью стенки уменьшается, что, видимо, объясняется большим влиянием увеличивающейся плотности и вязкости суспензии на интенсивность циркуляционного движения по сравнению с интенсификацией теплообмена за счет возмущающего влияния твердых частиц на пристенную жидкость. Как правило, при стремлении концентрации твердой фазы к нулевому значению величина а стремится к коэффициенту теплоотдачи при перемешивании чистой жидкости. [c.125]

В изогнутых трубах (змеевиках) наблюдаются более высокие, чем в прямых трубах, коэффициенты теплоотдачи. Это объясняется дополнительным перемешиванием жидкости вследствие закрутки потока и вторичных течений. Для приближенного расчета числа Nu в изогнутой трубе используют формулу [c.272]

Одно из перспективных направлений интенсификации теплообмена связано с разрушением пограничного слоя и его турбу-лизацией, в частности под воздействием механической вибрации поверхностей нагрева. Так, например, установлено, что при ламинарном движении потока теплоотдача от поверхностей нагрева зависит от скорости вибрации и наложение низкочастотных вибраций может дать прирост коэффициента теплоотдачи до 700 % [75]. Существенна роль вязкости жидкости при низкой вязкости перемешивание тонкого слоя около вибрирующей поверхности происходит более интенсивно, что способствует лучше.му отводу тепла. Меньшая вязкость способствует также развитию свободной конвекции и, в свою очередь, увеличивает теплоотдачу. Следовательно, для увеличения коэффициента теплоотдачи более вязких жидкостей необходимы вибрации с [c.213]

Это явление совместно с вынужденным течением создает спиралевидный поток перемешивание жидкости увеличивает коэффициент теплоотдачи. Эмпирическое уравнение носит предварительный характер. Оно похоже на уравнение для вертикальных труб, но не содержит величин Р и [c.322]

Ламинарный пограничный слой и ламинарный подслой турбулентного пограничного слоя представляют основное термическое сопротивление передачи тепла от поверхности тела к жидкости, так как в области турбулентного движения передача тепла идет почти беспрепятственно вследствие интенсивного перемешивания жидкости. Таким образом, понятие коэффициента теплоотдачи связано с сопротивлением пограничного слоя для ламинарного слоя эта связь обратно пропорциональна [c.421]

Площадь теплообменной поверхности реактора с механическим перемешиванием газа в жидкости рассчитывается по формуле (9.39) с учетом теплового потока, определяемого по формулам (9.62) или (9.66). Коэффициент теплоотдачи а от газожидкостной смеси, перемешиваемой шестилопастной турбинной мешалкой, к стенке сосуда, заключенного в рубашку, можно рассчитать по уравнению [c.272]

В различных процессах эффективность перемешивания определяется по-разному. Например, при суспендировании эффективность перемешивания характеризуется равномерностью распределения твердых частиц в жидкости и скоростью достижения достаточной равномерности. Если перемешивание применяется для интенсификации теплообмена, эффективность перемешивания может определяться возрастанием коэффициента теплоотдачи (стр. 370) в перемешиваемой среде. [c.346]

Если жидкость в аппарате нагревается через паровую рубашку с температурой пара Т. но без перемешивания, то решающее значение в этом случае будет иметь коэффициент теплоотдачи путем естественной конвекции на стороне жидкости [c.356]

Теплоотдача при перемешивании жидкостей мешалками . Коэффициент теплоотдачи в аппаратах со змееьиками, рубашками и мешалкой можно рассчитать по уравнению [c.163]

При кипении жндкости в вертикальных трубах коэффициент теплоотдачи выше, чем в го]1и юнтальных трубах. В первом случае перемешивание жидкости 1г пара ироисходит более или менее равномерно, тогда как в горизонтальных трубах внилу находится жидкость, а наверху — плохо проводящий тепло пар. [c.78]

При проведении опЫтОё йУсбкйе значение коэффициента теплоотдачи а достигается благодаря интенсивному перемешиванию жидкости в термостате. [c.98]

Наибольшее распространение получили кажухотрубчатые теплообменники (рис. IV. 24,в), представляющие собой пучок параллельных труб, помещенных в общий кожух с герметично присоединенными к нему по концам трубными досками. Через отверстия в досках проходят концы труб, которые закрепляются путем развальцовки или сварки. К трубным доскам крепятся крышки со штуцерами, через которые подается и отводится одна из жидкостей. Крышки и трубы образуют трубное пространство. В пространство между кожухом и наружной поверхностью труб (меж-трубное пространство) подается другая жидкость. При значительной длине труб и относительно небольшом диаметре кожуха может быть обеспечена структура потоков, близкая к противотоку. Однако вследствие турбулизирующего действия труб в межтрубпом пространстве некоторое перемешивание жидкости в нем неизбежно. Роль этого неблагоприятного фактора тем значительней, чем короче трубы. Но в коротких трубах, как было уже показано, больше относительный вклад концевых эффектов и выше коэффициенты теплоотдачи. Применение теплообменников с длинными трубами приводит к значительным термическим напряжениям вследствие неравномерного расширения кожуха и труб. При чередовании нагрузок, связанном с пуском и остановками оборудования, нарушается герметичность развальцовки. Поэтому в длинных теплообменниках развальцовке предпочитают крепление труб с помощью сварки. Для предотвращения деформации труб из-за термического расширения на кожухе делаются линзовые компенсаторы (рис. IV. 24, в) или применяют аппараты с плавающими головками (рис. IV. 24, г) либо с и-образными трубами, принцип устройства которых ясен из рис. IV. 24, д. [c.356]

Для скребковых аппаратов непрерывного действия поправочный коэффициент дополнительно учитывает влияние продольного перемешивания жидкости. При исследовании теплоотдачи в непрерывнодействующем скребковом аппарате [22, 23] получено [c.13]

Проведение многих реакций нефтехимического синтеза требует принятия специальных мер для интенсификации теплообмена в реакторах. С этой целью реакторы снабжаются достаточно большой удельной теплообменной поверхностью (т. е. поверхностью на единицу реакционного объема) и в них создаются условия, обеспечивающие максимальные значения коэффициентов теплопередачи. Наибольшие величины удельной поверхности достигаются в трубчатых реакторах (до 200 м ) и в реакторах колонного типа с внутренними трубчатыми или змеевиковыми теплообменниками (50—100 м ). Наименьшие удельные поверхности имеют реакторы емкостного типа с рубашкой (5—10 Г ). Для увеличения коэффициентов теплопередачи, которые определяются, как правило, теплоотдачей со стороны реакционного пространства, использукзт различные способы турбу-лизации среды высокие линейные скорости газа в трубчатых реакторах, барбо-таж в газожидкостных процессах, механическое перемешивание, псевдоожижение твердого катализатора или теплоносителя. Интенсификация теплообмена со стороны хладагента, если она необходима, достигается обычными способами турбулизация потока, теплосъем кипящей жидкостью, применение эффективных теплоносителей. [c.119]

Для перемешивания использовали стандартную турбинную мешалку с шестью прямыми ровными лопатками, крепяш имися на диске. Интервал значений критерия Прандтля при этом исследовании был слишком мал, чтобы можно было установить какую-либо зависимость. Однако было показано, что расстояние турбинной мешалки от дна сосуда влияет на теплоотдачу. Самый высокий коэффициент теплоотдачи получили при расположении турбинной мешалки на высоте, равной 1/2 высоты жидкости [16]. Когда турбинную мешалку располагали выше, чем 1/2 высоты жидкости, увеличивалось вихреобразование, и значение коэффициента теплоотдачи уменьшалось. [c.123]

Можно сделать еще один вывод если необходимо повысить интенсивность теплового процесса, то следует улучшить наименьший коэффициент теплоотдачи а, например, путем увеличения турбулентности и перемешивания того потока, у которого низкий коэффициент а. Увеличение же высокого коэффициента теплоотдачи вообще не даст результата. Таким образом, при кипении жидкости, нагреваемой через поверхность газами, увеличение турбулентности газового потока (с низким коэффициентом теплоотдачи) повысит коэффициент теплопередачи и интенсивность теплового процесса. Перемешивание же кипящей жидкости, у которой, как правило, коэффициент теплоотдачи конвекцией очень высок, не даст никаких результатов, так как увеличение и без того несоразмерно высокого коэффициента а не повлияет на крэффициент к в сторону увеличения. [c.342]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология