Теплоотдачи коэффициенты при турбулентном потоке

Коэффициент теплоотдачи при вынужденном турбулентном потоке в прямой трубе круглого сечения. В общем виде уравнением теплоотдачи при вынужденном турбулентном потоке является выражение [c.308]

Коэффициент теплоотдачи. Важнейшей и наиболее трудоемкой частью технологического расчета поверхности теплообменного аппарата является вычисление коэффициентов теплоотдачи. Методы определения этих величин изучаются в специальном курсе теплопередачи, здесь же приводится ряд формул, которыми и рекомендуется пользоваться при расчете теплообменных аппаратов. Коэффициент теплоотдачи от движущегося жидкого или газообразного потока зависит от режима движения при ламинарном (струйном) потоке коэффициенты теплоотдачи обычно малы, а при турбулентном потоке более высоки и возрастают с увеличением степени турбулентности. [c.600]

Концентрические кольцевые каналы. Коэффициенты теплоотдачи при турбулентном течении в концентрических кольцевых каналах зависят не только от чисел Re, Рг и diL, но и от отношения d//do, поскольку кольцевые каналы геометрически подобны только в том случае, когда одинаковы отношения диаметров. Кроме того, коэффициенты теплоотдачи зависят от граничных условий, рассмотренных выше и показанных на рис. 1. Теплоотдачу в турбулентном потоке газов и жидкостей в концентрическом канале можно определить, используя модифицированную форму уравнения (41) для турбулентного течения в трубах, [c.237]

Коэффициент теплоотдачи Оо для турбулентного потока в трубках рассчитывается по уравнению [1 . с. 84] [c.149]

При использовании в испарителе в качестве горячего теплоносителя воды, циркулирующей в трубах, коэффициент теплоотдачи к турбулентному потоку нри Не 5000 он[)еделяется из уравнения [26] [c.59]

Для расчета теплоотдачи к турбулентному потоку жидкости нужно преобразовать уравнение Фурье — Кирхгофа (I. 143), введя в него коэффициент турбулентной температуропроводности а-1. Для установившегося процесса и при отсутствии источников теплоты, получаем [c.301]

Коэффициент а в технической литературе часто называется частным пленочным коэффициентом. Это выражение проще понять, если рассмотреть теплоотдачу к турбулентному потоку жидкости в трубе. [c.298]

Поскольку с увеличением глубины поперечно-обтекаемого пучка степень турбулентности потока увеличивается, для первых рядов коэффициент теплоотдачи несколько ниже, чем для последующих. [c.112]

Коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на горизонтальных трубах конденсатора определяется толщиной пленки жидкости, покрывающей поверхности труб. На нее, в свою очередь, оказывает влияние скорость пара в межтрубном пространстве, так как пар сдувает конденсат. Кроме того, течение пленки конденсата при взаимодействии с турбулентным потоком пара становится также турбулентным. На толщину пленки оказывают влияние стекание конденсата с одной трубы на другую (стекание переохлажденных капель на расположенные ниже трубы ведет к дополнительному росту теплообменной поверхности) и другие факторы. В случае малых скоростей пара коэффициент теплоотдачи хорошо описывается соотношением (3.32). [c.248]

В предыдущих главах мы рассмотрели три метода составления уравнений для расчета коэффициентов теплоотдачи в системах с ламинарным и турбулентным потоками. Сочетание уравнений постоянства количества движения, энергии и неразрывности потока позволяет решать задачи по теплообмену для ламинарного, но не для турбулентного потока. Второй — интегральный — метод Кармана использовался для получения коэффициентов теплоотдачи в турбулентном потоке над плоской пластинкой. Третий метод, основанный на аналогии между переносом тепла и количества движения, позволил решить задачу по теплообмену для турбулентного потока в трубе. [c.346]

ЧТО аналогично уравнению (25. 15) для местного коэффициента теплоотдачи при турбулентном потоке над плоской пластиной, [c.502]

Температуры, развиваемые в ракетах, настолько высоки, что для предохранения стенок камеры сжигания от разрушения требуются особые предосторожности. В ракетах, работающ,их на жидком топливе, стенки можно охлаждать, если сделать их пористыми и нагнетать через них жидкий кислород в камеру сжигания этот процесс называется испарительным охлаждением. Рассмотрим случай, когда температура газового потока равна 1667 К и желательно поддерживать температуру внутренней поверхности стенок равной 646 К путем подвода жидкого кислорода с температурой 90° К. Рассчитаем скорость подвода кислорода при условии, что коэффициент теплоотдачи для турбулентного потока без подвода кислорода равен 1220 ккал м 4-град. [c.567]

При вынужденном движении потока в изогнутой трубе в результате возникновения центробежных сил увеличивается турбулентность потока, вследствие чего коэффициент теплоотдачи несколько возрастает. Так, в случае трубы, изогнутой в в 1де змеевика, коэффициент теплоотдачи а подсчитывают по формуле [c.453]

В случае, когда в жидкости добавлялись пузырьки газа или твердые частицы, наблюдалось умеренное улучшение теплообмена. Б [41] найдено, что теплоотдача увеличивается до 50% при вдуве пузырьков азота в турбулентный поток воды. Чтобы определить механизм улучшения теплообмена при введении твердых частиц в ламинарные потоки, авторы [42] изучали суспензии полистироловых шариков в масле. Наблюдалось максимальное увеличение коэффициентов теплоотдачи до 40%. [c.325]

Коэффициент теплоотдачи в изогнутой трубе. При протекании жидкости в изогнутой трубе, например в змеевике, происходит усиление турбулентности потока под действием центробежных сил, и в поперечном сечении такой трубы (рис. 208) всегда возникает дополнительная, вторичная циркуляция жидкости. [c.311]

Теплообмен при турбулентном режиме течения пленки. Если в ламинарной области течения пленки при увеличении числа Рейнольдса происходит уменьшение коэффициента теплоотдачи, то при турбулентном режиме с ростом Re j, возрастает степень турбулентности потока, уменьшается толщина пристенного ламинарного слоя, а коэффициент теплоотдачи увеличивается. [c.152]

Характеристики теплоотдачи и аэродинамическое сопротивление. Для сравнения характеристик теплоотдачи матриц различной геометрии была проведена большая работа, в результате которой характеристики теплоотдачи и аэродинамического сопротивления представлены в относительном виде. К сожалению, подобные сравнения носят довольно беспорядочный характер, а выводы редко являются окончательными. В общем случае рост турбулентности потока вследствие волнистости ребер, установки оребрения жалюзийного типа или прерывистых ребер (см. рис. 2.7—2.9 и 2.11 и 2.13) увеличивает коэффициент теплоотдачи при заданном расходе газа, однако при этом возрастает также и мощность на прокачку газа. Фактически, как правило, увеличение мощности на прокачку газа больше дополнительно снимаемого тепла, поскольку возрастание турбулентности лишь частично стимулирует теплоотдачу, а в основном рождаются неэффективные вихри. Если располагаемая величина затрат мощности на прокачку фиксирована, а объем матрицы выдерживается минимальным, то характеристики, близкие к оптимальным, обеспечивает матрица с аэродинамически гладкими сплющенными трубами и плоскими пластинчатыми ребрами (см. рис. 11.1 и правую часть рис. 11.3). Если же определяющим фактором является вес или стоимость теплообменной матрицы, то удобно применять умеренно турбулизирующие поток устройства для увеличения коэффициента теплоотдачи с газовой стороны и уменьшения тем самым величины требуемой теплообменной поверхности. [c.209]

Пример 14.2. Конструктивные расчеты. В табл. 14.3 представлены основные габаритные размеры, а также расчетные характеристики одного из опытных образцов подобного рода теплообменников. При расчетах задавались температурами воздуха на входе и выходе, расходом воздуха, температурой NaK на выходе. Температуру NaK на входе и расход жидкого металла находили в результате расчета. Поскольку определяющим является термическое сопротивление со стороны воздуха, в первом приближении падением температуры в стенке и термическим сопротивлением со стороны NaK можно пренебречь. Таким образом, расчет начинается с определения массовой скорости воздуха и коэффициента теплоотдачи с воздушной стороны, при этом в расчетах используется значение скорости воздуха в загроможденном трубами сечении. Физические свойства брались при средней температуре стенки в трубном пучке, а не при средней температуре воздуха [см. соотношение (3.24)1. При этом величина коэффициента теплоотдачи получается завышенной, поскольку средняя скорость воздуха относительно ребер несколько ниже скорости в загроможденном трубами сечении. С другой стороны, сами трубы обусловливают некоторую дополнительную турбулентность потока, что ведет к росту коэффициента теплоотдачи. Поскольку между ребрами с шагом 51 мм в направлении потока имелись свободные промежутки, то в расчетную величину коэф- фициента теплоотдачи вводили соответствующую поправку согласно рис. П3.8, [c.282]

Увеличение на 37% коэффициента теплоотдачи при переходе от уравнения (VII,23) к уравнению (VII,24) должно быть постепенным, достигая максимальной величины (37%) при полностью развитом турбулентном потоке, когда критерий Рейнольдса Re > 10 ООО. [c.125]

Рассмотренные выше положения касаются теплоотдачи к жидкости, поток которой ограничен гладкими стенками. Если стенки имеют шероховатость, то ее влияние при ламинарном течении проявляется в увеличении обтекаемой поверхности (подобно эффекту оребрения) на структуру же потока шероховатость не влияет. Аналогичные выводы относятся и к турбулентным течениям в области гладкого трения, т. е. когда выступы шероховатостей не выходят за пределы вязкого подслоя. В области же шероховатого трения теплоотдача интенсифицируется за счет турбулизации вязкого подслоя. Одновременно возрастает и гидравлическое сопротивление, обусловленное трением. Создание искусственной шероховатости используется как метод интенсификации теплоотдачи. Экспериментально найдено, что оптимальное соотношение шага между соседними выступами и их высотой равно примерно 13. При этом коэффициент теплоотдачи примерно в 2,3 раза выше, чем при гладких трубах. [c.305]

Турбулентность потока жидкости приобретает стабильный характер, присущий данному пучку, начиная с третьего ряда труб. Поэтому средние коэффициенты теплоотдачи для третьего и последующих рядов принимают в качестве исходных при обработке опытных данных и вычисляют по рекомендуемым расчетным критериальным уравнениям. [c.119]

Формулы (24,3) и (24,4) показывают, что коэффициент теплоотдачи и число Нуссельта являются весьма сложными физическими величинами. Для теоретического расчета их необходимо знание температурного поля в текущей среде, которое является одним из интегралов системы дифференциальных уравнений (10,1) или (21,1) для ламинарных и турбулентных потоков. Лишь в частном случае покоящейся среды проблема сведется к интеграции последнего уравнения системы (10,1). превращающегося в уравнение теплопроводности. В общем же случае необходимо разыскание интегралов всей системы уравнений (10,1) или (21,1). Следовательно, проблема конвективного теплообмена не может рассматриваться изолированно от гидродинамической проблемы. Та и другая должны решаться совместно. Эта совместность решения говорит о глубокой взаимосвязи явлений трения и распространения тепла в движущихся средах, выражением которой будет связь между коэффициентами гидродинамического сопротивления и теплоотдачи. В такой постановке задача определения этой связи крайне сложна. О попытках решения ее для течений в трубах и обтекания тел простейших форм будет сообщено далее. [c.100]

Опытным путем установлено, что для случая турбулентного потока в длинной трубе с Ке > 2100 и для жидкостей с числом Рг 0,5 коэффициенты скорости теплоотдачи могут быть вычислены из следующего выражения [c.579]

При движении жидкости в изогнутых трубах неизбежно возникает центробежный эффект. Поток жидкости отжимается к внешней стенке и в поперечном сечении возникает так называемая вторичная циркуляция. С увеличением радиуса кривизны R влияние центробежного эффекта уменьшается и в пределе при R оно совсем исчезает. Вследствие возрастания скорости и вторичной циркуляции и вытекающего из этого увеличения турбулентности потока значение среднего коэффициента теплоотдачи в изогнутых трубах выше, чем в прямых. [c.186]

Коэффициент теплоотдачи часто выражают через число Стантона, которое связано с коэффициентом поверхностного трения /с. При омывании пластины ламинарным или турбулентным потоком это соотношение имеет вид [c.76]

Когда толщина пленки достигает определенного критического значения, ламинарный поток переходит в турбулентный. В турбулентном потоке тепло распространяется не только посредством теплопроводности, но и за счет вихре-диффузионных процессов, которые способствуют лучшему перемешиванию жидкого конденсата и увеличивают коэффициент теплоотдачи. [c.127]

Коэффициент теплоотдачи для турбулентного потока реологически стационарных неньютоновских жидкостей, подчиняющихся степенному закону, определяют по формуле [c.291]

Процесс теплообмена в однофазной среде можро улучшить вдувом газа в жидкость через пористую нагреваемую поверхность 12]. В 57 показано, что впрыск однородной жидкости в турбулентный поток в трубе увеличивает локальные коэффициенты теплоотдачи в 5 раз. Подобный [c.326]

Коэффициент теплоотдачи. Важнейшей и наиболее трудоемкой частью технологического расчета по1 ерхности теплообменного аппарата является определение величин коэффициентов теплоотдачи методы определения этих величин изучаются в специальном курсе теплопередачи [10, 28], здесь же приводится спрдка формул, которыми и рекомендуется пользоваться нри расчете тенлообменных аппаратов. Величина коэффициента теплоотдачи от движущегося жидкого или газообразного потока зависит от характера движения ири ламинарном (струйном) потоке коэффициенты теплоотдачи обычно малы, а нри турбулентном потоке имеют более высокое значение, возрастающее с увеличением стеиепи турбулентности. [c.552]

В компактных теплообменниках, использующих в качестве теплоносителя воздух при атмосферном давлении, ввиду малых гидравлических радиусов проходных сечений для воздуха и ограничений по мощности, затрачиваемой на прокачку, рабочий диапазон чисел Рейнольдса составляет 1000 ч- 5000. Другими словами, рабочая область — это переходная область от ламинарного течения к турбулентному. При работе в этой области лyчuJe всего выбирать такую геометрию теплообменной матрицы, которая вызывала бы некоторую турбулентность потока при малых числах Рейнольдса. Кривые рис. 11.7 свидетельствуют о том, что при использовании матрицы из сплющенных труб с рифлеными ребрами (поверхность № 9,68 — 0,870) нерегулярности геометрии вызывают в потоке воздуха турбулентность, достаточную для улучшения коэффициента теплоотдачи при числах Рейнольдса вплоть до 500, при которых коэффициенты теплоотдачи для плоских и рифленых ребер становятся одинаковыми (хотя фактор трения все еще несколько выше для рифленых ребер). Заметим также, что наклон кривых для фактора трения на рис. 11.7 становится более крутым прп числах Рейнольдса, меньших примерно 2000. Это означает, что хотя течение преимущественно является турбулентным, ламинарный подслой в пограничном слое утолщается по сравнению с развитым турбулентным течением. [c.214]

Коэффициент теплоотдачи первого ряда труб определяется начальной турбулентностью потока и составляет для шахматного и коридорного расположения труб 60% от значения этого коэффициента для третьего и последующих рядов (поправка eai = = 0,6). Для второго ряда а возрастает при этом для шахматного расположения eaii = 0,7, для коридорного расположения Кап = 0,9. [c.119]

Коэффициент теплоотдачи свободной колвекцией от воды к пнешн(зй поверхности труб при Сг Рг > 2 10 для турбулентного потока определяется но уравнению [23] [c.67]

Денглер обработал полученные данные, построив зависимость отношения коэффициента теплоотдачи двухфазного потока а к расчетному коэффициенту теплоотдачи однофазной жидкости аж. (определяемому по тому же полному весовому расходу) от величины 1/Х, где X — параметр Мартинелли для двухфазного турбулентного потока (фиг. 6). [c.37]

В статье [12] высказаны также соображения по механизму процесса теплообмена при кипении воды в трубах. Автор правильно считает, что основной причиной интенсификации теплообмена является разрушение ламинарного пограничного слоя образующимися на поверхности нагрева пузырьками пара, а также турбулентными пульсациями и, по-видимому (при еще более высокой интенсивности теплообмена), пока еще мало изученными кавитационными явлениями. Это разрушение пограничного слоя становится более интенсивным с ростом частоты образования пузырьков и числа центров парообразования, т. е. с увеличением теплового потока. Так как эти явления происходят на поверхности нагрева, то разрушение пограничного слоя представляет собой очень сложный процесс. Однако увеличение скорости основного потока никогда не приводит к полному разрушению пограничного слоя, а лишь уменьшает его эффективную толщину. Поэтому скорость в некоторых случаях менее существенно влияет на коэффициент теплоотдачи, чем тепловой поток. При увеличении турбулизации ядра потока увеличивается массообмен через ламинарный слой и возрастает интенсивность теплообмена. В связи с этим автор вводит в свое уравнение параметр ш/шкр. где аНкр.— критическая скорость, соответствующая переходу в трубах ламинарного потока в турбулентный. Введение этой величины обусловлено тем, что массообмен при ламинарном движении пренебрежимо мал, а следовательно, незначителен и теплообмен. Богданов ввел также в критериальное уравнение число Не, число Рг, отношение давлений р/ра и после обработки своих данных получил следующее соотношение [c.54]

При низких значениях числа Re = Du N на лобовой части направляющей цилиндра (азимутальный угол 0 с 60°) наблюдалось лишь незначительное расслоение местных значений коэффициента теплоотдачи по сравнению с теоретически найденными значениями (например, результаты Эккерта, Кружилина и Шваба). При увеличении пульсационной составляющей скорости расслоение экспериментальных и расчетных значений возрастает и тем сильнее, чем выше локальный перепад давления. На основании анализа размерных уравнений баланса энергии и количества движения в изотропном турбулентном потоке авторы вводят в качестве меры интенсивности турбулентности безразмерный комплекс [c.109]

Здесь и = йи1йх X — продольная координата, отсчитываемая вдоль нулевой линии тока (направляющей цилиндра) от критической точки. При и = О, е = 1 этот результат согласуется с приводимыми Г. Шлихтингом данными о независимости коэффициента теплоотдачи на продольно обтекаемой пластине от степени турбулентности потока (при условии сохранения ламинарного режима движения в слое) [85]. [c.110]

Конденсация пара в потоке недогретой жидкости (в каналах с предвключениым смесителем пара и жидкости, при поверхностном кипении в трубах, в опускном канале кипящих ядерных реакторов и др.). При пузырьковой структуре неравновесного двухфазного турбулентного потока коэффициент теплоотдачи, отнесенный к границе раздела фаз (поверхности парового пузыря), может быть определен как [91] [c.190]

Для интенсификации процессов массо- и теплопередачи в этих печах применяют следующие приемы 1) увеличение движущей силы теплопередачи М повыщением температуры теплоносителя и применением противотока теплоносителя и нагреваемого материала (туннельные печи, барабанные вращающиеся печи) 2) увеличение поверхности теплообмена измельчением нагреваемого материала и перемещиванием его в потоке теплоносителя (барабанные вращающиеся печи), распылением или взвещиванием материала в потоке газа, печи кипяп1его слоя), расплавлением нагреваемой щихты (домны, конверторы) 3) увеличение коэффициента теплоотдачи использованием теплоты излучения стен и свода печей (отражательные печи), повыщением турбулентности потоков греющих газов, увеличением коэффициента теплопроводности при расплавлении нагреваемого материала и т. п. Для топливных печей косвенного нагрева [c.180]

Хотя уравнение (5.34) формально характери ет лучисто-кондукгивный перенос энергии, но, учитывая, что величина коэффициента теплопроводности оценивается в движущемся потоке по характеру поля скоростей и турбулентных пульсаций (в турбулентном потоке), считают, что фактически это уравнение описывает лучисто-конвективный перенос. Используя указанное уравнение, можно анализировать взаимное влияние лучистого и конвективного переноса на общую передачу тепла от газа к стенкам канала. В этой модели не требуется задаваться коэффициентом теплоотдачи конвекцией — величина конвективной теплоотдачи здесь получается в результате решения задачи теплопроводности в газовой среде. Для решения уравнения вводятся начальные и фаничные условия, решение проводится численными методами с применением конечно-разностной аппроксимации. В современных схемах при расчете лучистой энергии учитывается селективность излучения газа и рассеивание пылевыми частицами, [c.389]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология