Движение жидкостей при теплообмене

Рис. 4. 8. Схемы движения жидкостей Рис. 4. 9. Сложное движение потоков при теплообмене. при теплообмене.

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

При движении жидкости в трубе скорость потока неравномерна, она изменяется от максимума в центре до нуля около стенки. Чем толще неподвижный слой жидкости вблизи поверхности, через которую происходит теплообмен, тем хуже передается тепло, так как теплопроводность жидкостей и газов, особенно нефтепродуктов, очень мала. Толщина неподвижного слоя жидкости, определяемая характером ее движения, зависит от скорости и [c.163]

Применение в расчетной практике уравнения (6.40) возможно, если известно для рассматриваемого случая значение коэффициента теплоотдачи, определение которого сопряжено с большими трудностями, так как на теплоотдачу вл1[яет много факторов режим и скорость движения жидкости, физические параметры жидкости, форма и размеры теплообменной поверхности и др. Очевидно, что для проведения расчетов по теплообмену необходимо уравнение, [c.133]

При переходе к задаче об одномерном течении внутри псевдоожиженного слоя примем, что течение каждой фазы подчиняется уравнениям движения идеальной нетеплопроводной жидкости, теплообмен между газом и поверхностью твердой частицы отсутствует, движение одномерно и происходит в поле сил тяжести. [c.171]

Картина течения жидкости в изогнутом канале на основе распределения линий тока показана на рис. 7.5 и 7.6. Из рисунков видно существенное различие в характере движения жидкости, к основным особенностям которого следует отнести наличие отрыва потока, зон возвратных течений, зон оттеснения потока (на участке А В перед углом 5 и на участке В "С напротив угла В) и зон присоединения потока после зон возвратных течений (на участках ВС и ДВ ). Такой характер определяет наличие составляющей скорости потока, перпендикулярной стенке канала и, соответственно, возникновение конвективной составляющей переноса тепла в поперечном направлении при теплообмене в ламинарном потоке. [c.355]

Рис. VI1-16. Схемы направления движения жидкостей 1 и 2 при теплообмене

При проектировании конденсаторов для различных объектов, таких, как тепловые электростанции, химические заводы, атомные энергетические установки для космических кораблей, возникает целый ряд проблем, связанных с теплообменом и движением жидкости при конденсации паров. В первой части этой главы представлены некоторые характерные аналитические соотношения и экспериментальные данные, отражающие влияние наиболее существенных параметров. В последующих разделах описано несколько конструкций конденсаторов. [c.245]

Процесс теплообмена при свободном движении жидкости характерен для нагрева помешений печами и отопительными приборами, а также охлаждения паропроводов, обмуровки паровых котлов, промышленных печей и потерь тепла в окружающую среду от других теплообменных устройств. Теплоотдача в свободном потоке свойственна для малопроизводительных аппаратов погружного типа этот случай теплоотдачи характеризуется малой интенсивностью теплообмена. [c.114]

Рассмотрим случай прямоточного теплообменни-к а. Пусть направление координатной оси ОХ совпадает с направлением движения жидкости. При исследовании динамики теплообменника представляет интерес поведение температур потоков на выходе из аппарата в зависимости от изменения во времени независимых переменных процесса (расходов теплоносителей и их начальных температур). Для получения этих зависимостей необходимо располагать уравнениями поля температур в обеих движущихся средах. Так как рассматривается одномерная задача, [c.6]

Допустим, что труба, по которой движется жидкость со скоростью Шо = 1 м/сек, обогревается равномерным тепловым потоком д. На графике, устанавливающем типичные зависимости между тепловым потоком и температурным напором при различных т (фиг. 42), этому процессу соответствует точка /. При этих условиях основное влияние на теплообмен оказывает пузырьковое кипение. По мере движения вдоль трубы за счет генерации пара скорость потока возрастает. Это не отражается на значениях а до тех пор, пока скорость не достигнет значений а = 3,05 м1сек. При этой скорости кривая, характеризующая интенсивность теплообмена при вынужденном движении жидкости, проходит через точку 1, и поэтому можно считать, что, начиная с данного значения ы), механизм процесса теплообмена определяется полностью вынужденным движением. Такое же явление наблюдалось рядом исследователей [32, 70, 96]. Дальнейшее возрастание скорости потока приводит к уменьшению температурного напора. Это продолжается до тех пор, пока не наступят условия сухой стенки . С этого момента коэффициенты теплоотдачи уменьшаются. Это явление, очевидно, не связано с переходом к пленочному кипению, как предполагалось раньше, а вызва- [c.144]

Рассмотрим случай стационарного или установившегося теплообмена, при этом будем считать, что изменения агрегатного состояния жидкости не происходит и теплоемкость ее постоянная. Обозначим скорость движения жидкости в направлении осей координат соответственно через гл)у, т , а удельный вес и температуру жидкости через у и Составим для выделенного элементарного параллелепипеда уравнение теплового баланса. В данном случае теплообмен происходит в движущейся среде, следовательно, тепло подводится к параллелепипеду и отводится из него частицами движущейся жидкости. [c.301]

При таком допущении передача тепла происходит при постоянной температуре одного из теплоносителей, и для теплообмена взаимное направление движения жидкости и пара не имеет значения. Однако в теплообменный аппарат пар обычно подводят сверху, для того чтобы конденсат мог свободно стекать сверху вниз и удаляться из аппарата. [c.342]

Для области, в которой теплообмен определяется вынужденным движением жидкости (АВ, фиг. 17), [c.78]

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]

С увеличением давления уменьшается объем генерируемого пара и при данном паросодержании уменьшается скорость двухфазной смеси. Таким образом, с увеличением давления для выбранного теплового потока вынужденное движение жидкости оказывает основное влияние на теплообмен при более высоких значениях скорости жидкости и паросодержания. Влияние геометрических размеров проявляется так же, как при обычном конвективном теплообмене, т. е. [c.147]

По определению конвективный теплообмен определяется движением жидкости. Для выяснения закономерностей этого процесса рассмотрим систему уравнений движения и конвективного теплообмена. Эта система выражает фундаментальные законы механики и физики применительно к элементарному объему жидкости закон сохранения массы — уравнение неразрывности, принцип кинетостатики — уравнение количества движения, закон сохранения и превращения энергии — уравнение баланса теплоты. Конкретное написание уравнений зависит от выбора координатной системы. Дальше будут использованы декартова-прямоуголь-ная, цилиндрическая и сферическая системы координат. Всех их объединяет общий признак если е — орт (единичный вектор) координатной оси 0<7 , то Сг-е, = Ьц, где б = 1 при / = / и = О при . Такие координатные системы называются [c.5]

Это известное уравнение Ньютона — Фурье, которое применяется для расчета любого теплообменного аппарата. Для расчета поточных аппаратов, особенно пластинчатых, уравнение (I. 6) имеет то Существенное неудобство, что в него не входит диаметр канала и скорость движения жидкости. Однако при определении размеров теплообменного аппарата эти параметры имеют решающее значение. Они входят главными аргументами в расчетные формулы по теплоотдаче. Поверхность трубчатого аппарата состоит из пучка труб определенного диаметра и длины. Число труб в пучке зависит от производительности, а длина их от температурного режима, диаметра трубы и скорости течения жидкости. В данном случае за площадью теплообмена скрываются две важнейшие характеристики, диаметр и длина, а за массой жидкости [c.9]

Формулы, в которых показатель числа Рейнольдса п = 1, не применимы для расчета производственных теплообменных аппаратов. По этим формулам а не зависит от диаметра канала, а длина его не зависит от физических свойств и скорости движения жидкости, что не согласуется с практикой эксплуатации теплообменных аппаратов. [c.28]

Из уравнений (I. 42) и (I. 43) следует, что процесс теплообмена при вынужденном движении жидкости описывается пятью безразмерными величинами. Для готового теплообменного аппарата Кг выпадает как величина постоянная и процесс теплообмена выражается функциональной зависимостью [c.49]

В целях удлинения канала был предложен дисковый вариант пластины (фиг. III. 2). В этой пластине увеличен путь движения жидкости. Увеличение длины канала с поворотами на одной пластине вызвало дополнительные потери напора. Впоследствии спиральный канал был заменен змеевиковым. Фрезерованные пластины из толстых бронзовых плит создавали ряд неудобств при эксплуатации аппарата и дорого стоили в изготовлении. Развитие производства легированных сталей и улучшение способов штамповки позволили перейти на изготовление штампованных пластин из тонких листов нержавеющей стали. На двух листах штамповался змеевик, затем листы сваривались точечной сваркой. Получался вид прямоугольной пластины (фиг. III. 3). При сборке аппарата между каждой парой пластин закладывались тонкие листы нержавеющей стали и теплообмен происходил через площадь закладного листа. Опыт показал, что такие пластины имеют значительное термическое сопротивление за счет небольшого слоя 86 [c.86]

Реакторы для гетерогенных реакций в жидкой фазе, как правило, снабжены мешалками различных типов с теплообменными устройствами (обычно косвенного теплообмена). Эти реакторы с мешалками работают при режиме, близком к полному смешению, и подчиняются кинетическим закономерностям, характерным для реакций в гомогенной жидкости (см. гл. V). В промышленности применяют реакторы для несмешивающихся жидкостей периоди- ческого и непрерывного действия, единичные и объединенные в каскад (см. рис. 27, табл. 2 и табл. 6). Для жидкостного экстрагирования используют также насадочные и ситчатые колонны с противоточным движением жидкостей тяжелая — сверху вниз, а легкая — снизу вверх. [c.209]

В специальной литературе [9] опубликованы результаты расчетов А/ср для различных схем движения материальных потоков в теплообменных аппаратах. Разность температур Л/ р зависит от схемы движения жидкостей [c.79]

Теплопередающие трубы применяют в тех случаях, когда необходимо с относительно малых площадей теплопередачи снимать большие тепловые нагрузки, для создания систем термостабилизации различных объектов и т.п. При этом следует учитывать, что лимитирующими стадиями процесса теплопереноса в аппаратах с тепловыми трубами обычно являются подвод теплоты к наружной поверхности зоны испарения и отвод теплоты от наружной поверхности зоны конденсации. Кроме того, возможны ограничения применения тепловых труб вследствие высокого термического сопротивления материала фитиля. Поэтому иногда роль фитиля выполняют мелкие продольные канавки различной формы на внутренней стенке тепловой трубы, что существенно усложняет конструкцию этих устройств и увеличивает гидравлическое сопротивление при движении жидкости вдоль канавок. К недостаткам аппаратов на основе тепловых труб следует также отнести тот факт, что значительная часть труб в теплообмене с воспринимающей средой не участвует. [c.358]

Рассматривается конвективный массо- и теплоперенос при малых и средних значениях Ке для случаев обтекания частиц. Циркуляционное движение жидкости внутри капель играет существенную роль при расчете массопередачи в случае лимитирующего сопротивления дисперсной фазы. Для такого режима наблюдается нестационарный характер процесса массопередачи, что при больших значениях Ре приводит к зависимости критерия Шервуда или Нуссельта от критерия Фурье. Внешний массо- и теплообмен при больших Ре стационарен и описывается уравнениями диффузионного пограничного слоя. При исследовании решений этих уравнений показано, что для расчета величины массового потока достаточно знать распределение вихря по поверхности твердой сферы или касательной составляющей эрости по поверхности капли и газового пузырька. Обсуждены гранр цы применимости погранслойных решений при увеличении отношения вязкостей дисперсной и сплошной фаз. Общий случай соизмеримых фaJ0выx сопротивлений описан обобщенной циркуляционной моделью. Закономерности массо-и теплопереноса при лимитирующих сопротивлениях сплошной и дисперсной фаз и общий случай соизмеримых фазовых сопротивлений рассмотрены в разделах 4.2—4.4. [c.168]

Конвективный массо- и теплообмен при ламинарном обтекании. Если движение жидкости в фазах носит ламинарный характер и поле скоростей известно на основании предварительного рассмотрения соответствующей гидродинамической задачи, то расчет массо- и теплообмена можно осуществить, исходя из решения полных уравнений конвективного переноса. Этот подход в последние годы находит все большее применение благодаря возможностям эффективного использования средств современной вьиислительной техники. [c.175]

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]

При движении жидкости по изогнутой трубе или каналу теплообмен интенсивнее, чем при двигкении по прямому каналу. Увеличение интенсивности теплообмена в этом случае учитывается поправочным коэффициентом, который вводится в формулу (6.59) [c.139]

Для условий кипения жидкости при ее движении в трубках по JI. G. Стерману [8, 9] следует различать две области. При больших скоростях движения жидкости, когда наросодержание на выходе из трубы находится в пределах, при которых влияние его на теплообмен может не учитываться, коэффициент теплоотдачи можно определять по зависимостям для конвективного теплообмена без кипения [уравнение (1. 22)]. По Л. С. Стерману это происходит тогда, когда [c.30]

На основе этих зависимостей Денглер установил, что влияние пузырькового кипения сказывается лишь в нижней части трубы и с увеличением паросодержания постепенно подавляется возрастающей скоростью движения жидкости. При некотором значении w наступает момент, после которого определяющим является уже обычный конвективный теплообмен. Автор указывает, что замеченное обратное влияние температурного напора в действительности есть влияние давления, так как в опытах с наибольшими температурными напорами паросодержания, а следовательно, и перепады давления были также соответственно выше. Поэтому в этих опытах при данном весовом расходе (и постоянном давлении на выходе) устанавливалось самое высокое абсолютное давление в трубе. Снижение коэффициента теплоотдачи с увеличением давления при, больших паросодержаниях происходит из-за уменьшения удельного объема пара, вследствие чего устанавливаются более низкие скорости двухфазного потока [33]. [c.37]

Второе направление в усоверщенствовании теплообменных аппаратов идет по линии создания искусственной турбулизации движения жидкости. Сочетание принципа искусственной турбулизации с тонким слоем стало главным фактором в проектировании и изготовлении наиболее современных теплообменных аппаратов. Конструктивно искусственная турбулизация движения жидкости осуществляется в каналах волнистого или гофрированного профиля. Такие каналы позволяют увеличить отцоситель-ную длину потока жидкости. Имея большую жесткость при малом весе конструкции, обеспечивают достаточную прочность конструкции аппарата при повышенных давлениях жидкости. Периодическое сужение и расширение потока в гофрированных каналах способствует повышению интенсивности процессов теплообмена. [c.4]

В дальнейшем аналитическими решениями Грэца, Нуссельта, Латцко, Лейбензона и др было установлено, что коэффициент теплоотдачи за участком стабилизации остается постоянным на протяжении всего канала. Это теоретическое доказательство послужило основанием для исследования теплоотдачи в каналах постоянной длины. Если канал в опыте длиной I > 50 то считается, что эмпирическую формулу, полученную при указанных условиях эксперимента, можно распространить на любые температурные и геометрические условия. Постоянство а за участком стабилизации справедливо при движении жидкости, близком к изотермическому. С изменением температуры жидкости меняются и условия теплоотдачи. Эмпирическую формулу, полученную при определенных температурных и геометрических условиях нельзя распространять на другие неподобные условия. Распространение этих формул, имеющих частный характер приводит к размерам аппарата не соответствующим условиям эксплуатации. Это особенно резко проявляется при высоких температурах нагрева. В экспериментальной практике не соблюдаются основные теоремы подобия. Излагая основные положения теплового подобия, М. В.Кирпичев и М. А. Михеев подчеркнули, что подобие температурных полей и теплообмена может быть достигнуто в другом теплообменном аппарате только в том случае, когда оба аппарата геометрически подобны. [c.32]

Для повышения интенсивности теплоотдачи от стенки к жидкости применяются две группы аппаратов с вращающимися мешалками. К первой группе относятся теплоЬбменные аппараты, в которых мешалка перемешивает жидкость во всем объеме Такие аппараты недостаточно интенсивны и нами не рассматриваются. Ко второй группе относятся теплообменные аппараты, в которых жидкость движется принудительно по поверхности нагрева в виде тонкой пленки. Такое движение жидкости осуществляется за счет быстрого вращения мешалки в цилиндрическом сосуде. Если в цилиндрическом сосуде, заполненном жидкостью, вращать мешалку с большой скоростью, то под действием мешалки жидкость в сосуде образует параболоид вращения. В зависимости от скорости вращения мешалки толщина движущейся жидкости, по поверхности нагрева может быть около одного мм. [c.163]

Также методически удачным следует считать вначале изложение вынужденной тонвёкции в условиях внешней задачи (обтекание пластины), потом в условиях внутренней задачи (движение жидкости в трубах) и, наконец, теплообмен при естественной конвекции. [c.4]

Как указывалось выше, теплообмен определяется гидродинамическими процессами. Поэтому в следующей главе будут рассмотрены наиболее важные элементы геарш движения жидкости. [c.158]

Это выражение обычно называют законом Блазиуса. Если движение жидкости связано с теплообмене , то существует определенный температурный напор. Согласно Мак-Адамсу для газов [Л. 57] физические параметры определяются для температуры (/ - -температура стенки, средняя температура потока), а по Сидэру и Тэйту [Л. 58] коэффициент трения для масел рассчитывают по физическим параметрам, взятым прн температуре с последующим умножением на вязкость при температуре и 1" —вязкость при температуре Данные опытов Рохонца (НоЬопсгу) [Л. 59] с водой приближаются наилучшим образом к результатам вычислений по формуле (6-55), если физические пара-метры брать при температуре [c.198]

Скребков Г.П. Каналы и русла с переменным трением на периметре и их гидравлический расчет // Г идравлика и теплообмен при равномерном движении жидкости в каналах. Чебоксары Чувашский госуниверситет, 1980. С. 3 -28. [c.652]

Недостатком рассматриваемой установки является применение кипятильников с электрическими нагревателями, греюшие элементы которых достигают весьма высокой температуры. Кроме того, они имеют довольно большой объем, что обусловливает значительное время пребывания талловых продуктов под действием высоких температур теплообмен неэффективен вследствие невысокой скорости движения жидкости при естественной циркуляции. Поэтому более удачным вариантом является установка, в которой испарители обогреваются жидким теплоносителем. На установках этого типа талловые продукты подвергаются неоднократному интенсивному термическому воздействию из-за большой величины флегмового числа, которое приходится устанавливать вследствие недостаточной разделяющей способности колонн. Увеличить число тарелок в колоннах невозможно вследствие роста гидравлического сопротивления колонн и температуры кипения продуктов в кубовых частях. [c.134]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология