Теплообмен турбулентном движении

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]

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]

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]

При турбулентном движении жидкости теплообмен происходит значительно интенсивнее, чем при ламинарном. [c.133]

В ядре потока перенос тепла осуществляется одновременно теплопроводностью и конвекцией, причем совместный перенос тепла этими способами называется конвективным теплообменом (конвективной теплоотдачей). Механизм переноса тепла в ядре потока при турбулентном движении среды характеризуется интенсивным перемещиванием за счет турбулентных пульсаций, которое приводит к выравниванию температур в ядре до некоторого среднего значения tж Соответственно перенос тепла в ядре определяется прежде всего характером движения теплоносителя, но зависит также от его тепловы.х свойств. По мере приближения к стенке интенсивность теплоотдачи падает. Как будет показано ниже, [c.275]

Скорости теплоносителей в выбранном аппарате должны обеспечивать благоприятное сочетание интенсивного переноса тепла и умеренного расхода энергин на перемещение теплоносителя. При этом желательно, чтобы теплообмен происходил в условиях турбулентного режима течения теплоносителей при развитом турбулентном движении (Ке 10 ) или близком к нему. [c.341]

Разобрав термические и гидродинамические условия образования пленки конденсата, Нуссельт вычислил ее толщину и затем, интегрируя количество тепла, проходящего через пленку данной высоты, определил теоретически величину коэффициента теплоотдачи от пара, конденсирующегося на вертикальной стенке. При этом им не была учтена турбулентность движения пленки и физические параметры приняты постоянными. Лучшее совпадение с данными опытов дают величины коэффициентов теплоотдачи, вычисленные по формулам, полученным на основе приложения теории подобия к теплообмену при конденсации паров. [c.316]

Вихревое (турбулентное) движение жидкости обеспечивает хороший теплообмен в холодильниках и теплообменниках. Жидкости являются плохими проводниками тепла, и если бы они двигались в аппарате без перемешивания, спокойно, передача тепла про- [c.65]

Начальный участок стабилизации процесса при турбулентном горении буде 1 , ио-видимому, болео значительным, челг при турбулентном теплообмене [364]. Дело том, что задача горения в канале при турбулентном движении решается при граничном усло]шн [c.302]

Уравнение конвективно-кондуктивного переноса теплоты в турбулентном потоке сохраняет форму дифференциального уравнения (3.47), в котором, однако, компоненты скоростей и),., Шу и IV, следует рассматривать как усредненные скорости пульсационного турбулентного движения (см. гл. 1) и температуропроводность потока зависит не столько от физических свойств веш е-ства теплоносителя, сколько от турбулентного состояния потока и от расстояния до твердой поверхности. Последнее обстоятельство существенно, потому что для технических задач о теплообмене особенно важно уметь анализировать гидродинамическую и тепловую ситуацию в непосредственной близости от теплообменной поверхности, которая своим присутствием влияет на коэффициенты турбулентного переноса, уменьшая их до нулевого значения в пределах пристенного ламинарного слоя. Указанное обстоятельство не позволяет получать аналитические решения дифференциальных [c.231]

Вследствие небольшого зазора между краями мешалки и стенками сосуда около последних возникает сильное турбулентное движение, препятствующее перегреву жидкости, образованию на стенках осадков или кристаллов, препятствующих теплообмену. [c.439]

Массо- и теплообмен в колоннах с насадкой характеризуются не только явлениями молекулярной диффузии, зависящей от физических свойств фаз, но и гидродинамическими условиями работы колонны, которые определяют турбулентность потоков. В зависимости от скорости потока в колонне возможны три гидродинамических режима ламинарный, промежуточный и турбулентный, при которых поток пара является сплошным, непрерывным и заполняет свободный объем насадки, не занятый жидкостью, в то время как жидкость стекает лишь по поверхности насадки. Дальнейшее развитие турбулентного движения может привести к преодолению сил поверхностного натяжения и нарушению граничной поверхности между жидкостью и паровым потоком. При этом газовые вихри проникают в поток жидкости, происходит эмульгирование жидкости паром и массообмен между фазами сильно возрастает. В случае эмульгирования жидкость распределяется не по насадке, а заполняет весь свободный объем ее, не занятый паром, и становится сплошной фазой, а газ—дисперсной фазой, распределенной в жидкости, т. е. происходит инверсия фаз. [c.329]

Скорость движения жидкости оказывает здесь меньшее влияние, чем при турбулентном движении. Вообще при ламинарном движении вследствие обычно малых значений скорости w потока значения коэффициента теплоотдачи оказываются сравнительно небольшими, что неблагоприятно влияет на производительность теплообменных аппаратов. Поэтому следует рекомендовать при проектирований аппаратов по возможности избегать ламинарного движения рабочих сред. [c.97]

Выбор целесообразной скорости имеет большое значение для хорошей работы теплообменного аппарата, так как с увеличением скорости значительно возрастают коэффициенты теплоотдачи и уменьшается поверхность теплообмена, т. е. аппарат имеет меньшие конструктивные размеры. Одновременно с повышением скорости увеличивается гидравлическое сопротивление аппарата, т. е. расход электроэнергии на привод насоса, а также опасность гидравлического удара и вибрации труб. Минимальное значение скорости определяется достижением турбулентного движения потока (для легкоподвижных, маловязких жидкостей критерий Рейнольдса Р ЮООО). [c.17]

Реакторы идеального вытеснения применяют для кинетического исследования реакций в потоке, особенно для газофазных процессов, в том числе гетерогенно-каталитических. К условиям идеального вытеснения близки аппараты большой длины и малого диаметра при турбулентном движении газа. Поэтому реактор изготавливают в виде трубки (которую можно заполнять катализатором) или змеевика, имеющих карманы для термопар. Газообразные вещества подают в аппарат из баллонов или газометров, точно регулируя и изменяя скорость их потока. Жидкие вещества вводят при помощи микронасосов или градуированных дозаторов разного типа. Все компоненты смешивают и предварительно испаряют или подогревают до температуры реакции (прежде чем подать в реактор). Поскольку теплопередача от газа к стенке малоинтенсивна, особенно при наличии гетерогенного катализатора, больше значения имеет организация теплообмена, гарантирующая постоянство температуры по длине и диаметру реактора. Этого достигают, помещая реактор в термостат или баню с псевдоожиженным слоем песка, а также при помощи электрообогрева. Для реакций с большим выделением или поглощением тепла целесообразно применять трубки малого диаметра, разбавлять гетерогенный катализатор инертной насадкой и т. д. Ввиду трудностей с теплообменом в этом типе реактора допускается регулирование температуры с пониженной точностью — до 1—2 С. [c.57]

Подводя некоторый итог, можно прийти к заключению, что при. малых интенсивностях имеет место один механизм тепло- и массообмена (период постоянной скорости сушки происходит при постоянной температуре тела — стационарное термическое состояние тела), при больших интенсивностях механизм тепло- и массообмена—другой (период постоянной скорости протекает с непрерывно повышающейся температурой тела с переходом испарения с поверхности тела внутрь). Таким образом,. можно установить некоторую аналогию с чистым теплообменом при малых интенсивностях теплообмена при ламинарном движении газа имеет место один механизм переноса, при больших интенсивностях при турбулентном движении возникает другой механиз.м переноса. При дальнейшей интенсификации переходим в область околозвуковых и сверхзвуковых скоростей движения, где также резко изменяется механизм переноса. [c.153]

Теплообмен между жидкостью и стенкой круглой трубы при вынужденном турбулентном движении внутри ее изучался многими исследователями. Обобщенная зависимость между критериями подобия на основании многочисленных опытов предложена М, А. Михеевым в следующем виде [c.177]

Характер движения жидкости определяется причиной, вызывающей его, поэтому различают вынужденное и свободное движение. Под вынужденным понимают такое движение, которое появляется в результате внешнего воздействия на движущуюся жидкость. В качестве примера можно привести движение жидкости, подаваемой по трубе насосом или компрессором. Свободное движение осуществляется благодаря внутренним причинам (например, движение, вследствие разности удельных весов прн различных температурах жидкости). С другой стороны, различают движение по характеру перемещения отдельных частиц с параллельными траекториями—ламинарное и с беспорядочными—турбулентное движение. Для определенной жидкости при постоянной температуре и заданной форме канала ламинарное движение существует только до некоторой предельной критической скорости. При больших скоростях оно становится турбулентным. Для процесса теплообмена между жидкостью и стенкой большое значение имеет характер движения. При ламинарном движении благодаря параллельности струй передача тепла от жидкости к стенке возможна только путем теплопроводности. При турбулентном движении, вследствие хаотического движения частиц, перенос тепла осуществляется путем теплопроводности и конвекцией вместе с перемещающимися массами жидкости происходит перенос тепла из слоев нагретых в более холодные. Особенно характерным является движение жидкости внутри трубы. Как показали опыты, при турбулентном движении непосредственно около стенки образуется слой жидкости с ламинарным движением. Этот слой, называемый пограничным (рис. 163), оказывает существенное влияние на теплообмен. В ядре роль конвекции доста- [c.320]

В различных технических задачах встречаются процессы теплообмена между водой и влажным воздухом. Не рассматривая здесь конструктивное оформление аппаратов, в которых осуществляется этот процесс, рассмотрим физическую сущность его и количественную оценку. Представим, что над поверхностью воды температуры te движется влажный воздух температурой 4 и парциальным давлением водяного пара. Вблизи поверхности воды при турбулентном движении воздуха образуется пограничный слой, представляющий термическое сопротивление теплообмену и влагообмену. Влагообмен происходит вследствие наличия разности парциальных давлений Рп водяного пара у поверхности, где воздух насыщен водяными парами, и парциальным давлением р пара вдали от поверхности. Под действием разности давлений происходит испарение влаги и переход ее в воз- [c.350]

В ядре потока перенос тепла осуществляется одновременно теплопроводностью и конвекцией, причем совместный перенос тепла этими способами называется конвективным теплообменом (конвективной теплоотдачей). Механизм переноса тепла в ядре потока при турбулентном движении среды характеризуется интенсивным перемешиванием за счет турбулентных пульсаций, которое приводит к выравниванию температур в ядре до некоторого среднего значения Соответственно перенос тепла в ядре определяется прежде всего характером движения теплоносителя, но зависит также от его тепловых свойств. По мере приближения к стенке интенсивность теплоотдачи падает. Как будет показано ниже, это объясняется тем, что вблизи стенки образуется тепловой пограничный слой, подобный гидродинамическому пограничному слою (см. стр. 49), но, как правило, отличающийся от последнего по толщине. [c.290]

При ламинарном движении теплообмен значительно хуже, чем при турбулентном. Поэтому в аппаратах следует обеспечивать турбулентное движение жидкости. [c.94]

Существенное значение имеет задача о поперечном обтекании нагретого цилиндра и об обтекании сферы. При малых числах Рейнольдса, когда имеет место ламинарное течение без отрыва,, можно получить численные решения дифференциальных уравнений. Однако в большинстве практически важных случаев поток отрывается от поверхности цилиндра, и приходится пользоваться эмпирическими методами. Эта задача будет рассмотрена более подробно в гл. 25 Теплообмен при турбулентном движении . [c.315]

ТЕПЛООБМЕН ПРИ ТУРБУЛЕНТНОМ ДВИЖЕНИИ [c.325]

Теплоотдача путем вынужденной конвекции к жидкости, которая находится в турбулентном движении в трубе, — это, быть может, наиболее распространенный в промышленности случай теплообмена. Хотя вынужденная конвекция может сочетаться с ламинарным течением, а турбулентное течение — со свободной конвекцией, эти случаи имеют второстепенное значение. Коэффициенты теплоотдачи при турбулентном движении выше, чем нри ламинарном, и теплообменное оборудование обычно рассчитывается так, чтобы использовать преимущества, связанные с этим обстоятельством. [c.325]

Теплообмен между водой и влажным воздухом. Для изображения и расчетов процессов, происходящих во влажном воздухе, служит й, -диаграмма, схематически изображенная на рис. 219. Если над поверхностью воды температурой движется влажный воздух температурой и парциальным давлением водяного пара, то вблизи поверхности при турбулентном движении воздуха образуется пограничный слой, представляющий термическое сопротивление теплообмену и влагообмену. Влагообмен происходит вследствие наличия разности парциальных давлений водяного пара у поверхности р , где воздух насыщен водяными парами, и вдали от нее [c.438]

Формулы (110) показывают, что если вычислять число Ре по диаметру кусков слоя, то переход от слоистого к турбулентному движению совершается при значении числа е 200, что для продуктов сгорания и кусков диаметром 30 мм отвечает абсолютному значению скорости об порядка 0,5 м/с. Таким-обра. ом, турбулентный режим течения теплоносителя в плотном слое отнюдь не является исключительным явлением, как это представлялось ранее. Необходимо по 1черкнуть, что экспериментальные данные, представленные уравнениями (110), относятся к слою, составленному из кусков одного и того же материала. Теплообмен в слое из разнородных материалов усложняется, поскольку м гериал с меньшей объемной теплоемкостью будет нагр. ваться быстрее. Возникающая при этом разность температур между кусками слоя приводит к теплообмену между ними. [c.101]

Ляхов В.К., Кугай В.И. Экспериментальное исследование влияния температурного фактора на теплообмен и гидравлическое сопротивление при турбулентном движении воздуха в области автомодельного режима шероховатых труб // Тенло-и массоперенос. М., 1968. Т. 1. С. 534 - 538. [c.649]

Реакторы нестационарного действия с псевдоожиженным слоем. В настоящее время широкое распространение для прямого синтеза алкил- и арилхлорсиланов получили аппараты, в основе работы которых лежит явление псевдоожижения. Турбулентное движение компонентов, происходящее в таком реакторе, гарантирует хорошее соприкосновение реагентов с контактной массой и равномерную температуру. Реакторы с псевдоожиженным слоем представляют собой цилиндрические аппараты различного диаметра, снабженные теплообменными элементами. На рис. 24 приведен реактор с теплообменным элементом в виде трубки Фильда, а на рис. 25 — реактор с теплообменным элементом в виде пучка труб небольшого диаметра. [c.74]

Повышенное значение критерия Рейнольдса указывает на большую-степень турбулентности. Экспериментально было установлено, что при значениях Не<Некр=2320 в трубах и каналах движение имеет ламинарный характер, а при Не>Кекр--турбулентный. При значениях Ке значительно выше критического молекулярная вязкость перестает играть заметную роль, наступает область развитой турбулентности. Все выше сказанное о механизме турбулентного движения относится к области развитой турбулентности, когда эффектом молекулярной диффузии и теплопроводности можно пренебречь по сравнению с турбулентным массо- и теплообменом. [c.88]

Благодаря простоте конструкции элементы могут быть изготовлены следующим образом. К графитовой трубе, пропитанной феноло-формальдегидной смолой, или к трубе из материала АТМ-1 присоединяют при помощи арзамитовой замазки буртик (фланец) и донышко. Трубы соединяют с помощью муфт на резьбе и арзамитовой замазки. Целесообразно использовать внутренние муфты, в этом случае создается турбулентное движение жидкости в межтрубном пространстве, что улучшает теплообмен. Соединение металлических частей с графитовыми осуществляется с помощью болтов и фланцев на прокладках из резины или наранита. При монтаже не требуется большого штуцера для погружения элемента в аппарат. [c.115]

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]

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]