Теплоотдача постоянного теплового потока

Пример 3.1. Определить местный коэффициент теплоотдачи в условиях постоянного теплового потока на расстоянии 0,914 м от входа круглой трубы внутренним диаметром 12,7 мм, по которой течет вода со скоростью 0,0305 м сек при температуре 310,7° К местная температура стенки трубы равна 288,5° К. [c.56]

Эта область соответствует теплообмену в так называемых условиях сухой стенки . Этот режим, наблюдавшийся многими исследователями [33, 71, 77], характеризуется тем, что из-за недостатка жидкости стенка трубы смачивается не полностью. Поэтому при постоянном тепловом потоке температурный напор возрастает, а коэффициент теплоотдачи уменьшается, [c.78]

Теплоотдача к теплоносителю при ламинарном режиме течения. Теплоотдача от поверхности к теплоносителю при ламинарном режиме течения осуществляется обычной теплопроводностью. Следовательно, тепловой поток зависит от градиента температуры в радиальном направлении вблизи нагретой стенки. Этот температурный градиент зависит не только от распределения скорости и теплопроводности теплоносителя, но также и от степени его нагрева при прохождении через канал вплоть до рассматриваемой точки. Для таких основных конфигураций, как круглые и прямоугольные каналы, получены аналитические выражения, которые, однако, обычно нельзя решить в явном виде относительно коэффициента теплоотдачи. Их можно решить численно на вычислительных машинах. Полученные коэффициенты теплоотдачи зависят от принятого распределения температур стенки. Типичными являются случаи постоянной температуры стенки, постоянной разности температур между стенкой и основным потоком теплоносителя (равномерный тепловой поток) или линейного изменения температуры стенки в направлении потока. [c.54]

Случай постоянной температуры поверхности теплообмена. Гораздо чаще, чем случай постоянного теплового потока, рассмотренный в предыдущем разделе, реализуется случай существенно постоянной температуры поверхности теплообмена. Примерами такого распределения могут служить кривые на рис. 4.1, б и 4.1, й, характеризующие распределения температур в конденсаторах и испарителях. Поскольку коэффициент теплоотдачи при кипении или конденсации очень велик, температура стенки трубы существенно постоянна и почти равна температуре кипящей жидкости или конденсирующегося пара. [c.79]

Влияние давления на значения коэффициента теплоотдачи приведено на фиг. 11. Из графика видно, что при увеличении давления до 60—70 ат коэффициент теплоотдачи также увеличивается, нос дальнейшим возрастанием давления при постоянном тепловом потоке он практически не изменяется. Эти данные получены при тепловых потоках до 3 10 ккал/м час. Для теплового потока, составляющего около 4-10 ккал м час, и давлениях, превышающих 50 ат, наблюдалось понижение коэффициента теплоотдачи по сравнению с максимальными значениями примерно в 2 раза. Автор не рассматривал этот вопрос [c.51]

Динамическая вязкость Кинематическая вязкость Массовый расход Объемный расход Количество теплоты, энтальпия Удельная теплота Теплоемкость Энтропия Уд. теплоемкость Уд. энтропия Уд. газовая постоянная Тепловой поток Поверхностная плотность теплового потока Коэфф. теплообмена ] (теплоотдачи) > [c.477]

Паросодержания подсчитывались из теплового баланса в предположении, что между фазами отсутствует скольжение. Температура жидкости на входе и на выходе из трубы измерялась термопарами. Опыт начинался, когда температура жидкости на выходе была немного ниже температуры насыщения. При этом тепловой поток медленно увеличивался при постоянных значениях расхода жидкости, температуры на входе и давления в контуре. Когда устанавливалось кипение жидкости, температура поверхности при увеличении теплового потока изменялась значительно медленнее. При дальнейшем увеличении теплового потока и паросодержания температура верхней образующей стержня принимала значения, близкие к величине выходной температуры, а затем заметно повышалась (коэффициент теплоотдачи падал). Тепловой поток увеличивался до тех пор, пока температура стержня не приближалась к точке плавления серебряного припоя, приваривающего термопары к стержню. В расчет принимались только величины, измеренные на выходе из экспериментального участка. Поэтому значения теплового потока, весовой скорости, паросодержания и коэффициента теплоотдачи рассчитывались для выходного сечения. Авторы предполагали, что плавный переход от пузырькового кипения к пленочному вдоль верхней образующей греющего стержня происходил вследствие разделения фаз в горизонтальной трубе. Этот переход хорошо воспроизводился. [c.57]

При постоянном тепловом потоке коэффициент теплоотдачи увеличивался с уменьшением температуры насыщения или давления с ростом q при тепловых потоках, больших 6,8-10 3 ккал/м -час, коэффициент теплоотдачи увеличивается незначительно. [c.105]

Коэффициенты теплоотдачи определялись при изменении теплового потока от 5,0- Ю до 2,0- 10 ккал/м - чае для давлений 1,5 10,3 30,7 51,2 и 57,3 ата. При постоянном тепловом потоке значения а возрастали с увеличением давления вплоть до критического. Влияние теплового потока уменьшалось по мере приближения к Ркр,- [c.109]

Если процесс теплоотдачи осложнен массопередачей на свободной поверхности пленки (при испарении или конденсации), то вместо граничного условия сИ/ку = О при у = Ь должно быть принято значение сИ/йу, соответствующее тепловому потоку на наружной поверхности пленки. При малой толщине пленки пристенный слой жидкости быстро нагревается до температуры стенки и устанавливается постоянный тепловой поток по сечению пленки, поскольку вся воспринимаемая ею теплота передается испаряющей жидкости. Если пренебречь изменением теплофизических свойств жидкости по толщине пленки вследствие изменения температуры, то профиль температур можно считать линейным [c.314]

Как способ создания постоянного теплового потока от частиц к среде, к этой же группе следует отнести высокочастотный метод. Во вторую группу следует включить методы, основанные на использовании регулярного и квазистационарного режимов, в которых коэффициент теплоотдачи рассчитывается по темпу охлаждения слоя. [c.40]

Рпс. 13-6. Коэффициенты теплоотдачи на термических входных участках гладких труб, рассчитанные [1] для полностью развитого турбулентного режима течения при постоянном тепловом потоке к стенкам (г — расстояние вдоль нагретого участка трубы). [c.379]

Необходимо особо подчеркнуть то обстоятельство, что нестационарный теплообмен может возникнуть лишь только как следствие нестационарной теплопроводности в нагреваемом объекте, так как при постоянных параметрах теплоносителя коэффициент теплоотдачи — функция теплового потока q или градиента температур dt/dn, а последние при нестационарной теплопроводности, в общем, зависят от времени. Поэтому явление нестационарного теплообмена должно рассматриваться совместно с нестационарной теплопроводностью, т. е. должна быть учтена совокупность нестационарных процессов в пограничном слое и объекте. [c.141]

Увеличение разности температур 0 = Гот — 7 н в области развитого пузырькового кипения сопровождается увеличением коэффициента теплообмена. Это положение остается справедливым вплоть до кризиса кипения, обозначенного на рис. 7.1 точкой С. Непосредственно перед кризисом пузырькового кипения плотность теплового потока достигает максимального значения. Дальнейшее увеличение 6 приводит к резкому уменьшению коэффициента теплоотдачи. Это явление и названо кризисом кипения. Если плотность теплового потока остается постоянной, то явление кризиса сопровождается катастрофическим повышением температуры поверхности теплообмена, которое приводит к разрушению материала поверхности, т. е. к перел огу стенок канала.. [c.212]

Теплоотдача в закризисной области определяется в основном конвективными токами в паровой пленке, а также теплоотдачей излучением. Доля последней составляющей особенно заметна в тех случаях, когда источник тепла или нагреватель обеспечивает постоянную плотность теплового потока независимо от уменьшения коэффициента теплоотдачи. Как уже упоминалось, для аппаратов химической технологии это условие выполняется редко. [c.235]

Опыты показали, что если (Ог, Рг) < 10 3, то с = 0,5, п = О и, следовательно, критерий Нуссельта является постоянной величиной, равной 0,5. В этом случае возникает так называемый пленочный режим, при котором теплоотдача полностью определяется теплопроводностью среды (а = 0,5 Х1(1). Такой режим весьма неустойчив и возможен при очень малых тепловых потоках и разности температур. [c.115]

Скачок температуры растет с понижением .причем теплоотдача от поверхности нагрева при малых тепловых потоках и ДГ<с7, , приблизительно до ДГ = = 0,03-н0,05 К характеризуется практически постоянным значением коэффициента проводимости во всем интервале режима сопротивления Капицы. [c.247]

С увеличением размера нагревательного элемента < заметно уменьшается, асимптотически приближаясь к некоторому постоянному значению. По некоторым оценкам зона автомодельности д относительно размера нагревателя расположена в пределах 5—10 мм. Значение д, соответствующее этой зоне (для глубин погружения Я 0), приблизительно равна 1-10 Вт/м . Характерной особенностью теплообмена с Не-П является зависимость максимальной плотности теплового потока и интенсивности теплоотдачи при пленочном кипении от глубины погружения экспериментального образца в жидкость (рис. 3.42). Представленные на рис. 3.42 сглаженные кривые для д имеют характерный максимум при температуре ванны около 1,9 К. По мере приближения к Л-точке влияние глубины погружения уменьшается, полностью исчезая в точке, соответствующей Я-переходу. По одним данным д возрастает приблизительно линейно с увеличением глубины погружения, в то время как по другим [c.249]

Рис. 16.3.4. Изменение местного коэффициента теплоотдачи вдоль поверхности горизонтального цилиндра при постоянном тепловом потоке. (С разрешения авторов работы [23]. 1976, ASME.)

Термопары устанавливались также в потоке жидкости перед греющей секцией и после нее. Во всех случаях температура, измеренная установленной на выходе термопарой, отличалась не более чем на 0,5° С от температуры насыщения, определяемой по давлению. Данные всех опытов по теплообмену к однофазной жидкости достаточно хорошо согласуются с уравнением Диттуса и Болтера (1). Мумм сделал попытку обработать результаты своих опытов с помощью безразмерных критериев. В первичной обработке коэффициенты теплоотдачи представлены в зависимости от весовой скорости при постоянных значениях паросодержания и теплового потока (для различных давлений). Затем коэффициенты теплоотдачи при постоянных паросодержаниях и весовых скоростях для тех же давлений строились в зависимости от теплового потока. В логарифмических координатах полученные графики имели вид прямых линий. Анализ этих экспериментальных кривых показал, что наклон их зависит от давления и что при -<40% коэффициент теплоотдачи пропорционален паросодержанию. Из этих данных также было установлено, что при паросодержании 5% и постоянном тепловом потоке коэффициент теплоотдачи для всех исследованных давлений зависит от расхода в степени 0,34, а если расход постоянен, то а зависит от теплового потока в степени 0,46. Окончательно уравнение имеет следующий вид [c.49]

В другой статье [87] тот же автор приводит результаты исследования влияния скорости на коэффициент теплоотдачи (при постоянном тепловом потоке). Рачко пришел к выводу, что коэффициент теплоотдачи не зависит от скорости пароводяной смеси, а длина трубы оказывает незначительное влияние. Сравнив результаты своего исследования с данными, полученными в другой работе, автор показал, что коэффициент теплоотдачи не зависит также от материала поверхности нагрева. [c.69]

Влияние шероховатости поверхности изучалось также японским исследователем Нисикава [79]. Исследование проводилось с дистиллированной водой, кипящей на горизонтальных поверхностях. На поверхность нагрева наносились имеющие форму треугольника концентричные канавки, высота которых характеризовала шероховатость. В выводах автора также отмечается, что при постоянном тепловом потоке увеличение шероховатости приводит к возрастанию коэффициента теплоотдачи. [c.143]

Vliet G. ., J. Heat Transfer, 91, 511 (1969). [Имеется перевод Влит. Местная теплоотдача в условиях естественной конвекции на наклонных поверхностях при подводе к ним постоянного теплового потока.—Труды амер. о-ва инж.-мех., сер. С, Теплопередача, 1969, № 4, с. 16.] [c.332]

Нагрев полупрост-ракства постоянным тепловым потоком, теплоотдача в среду отсутствует, в начальный момент температура [c.23]

Задача о кинетике изменения размеров и температуры плавящегося тела относится к числу наиболее важных в теплофизике. Сложность проблемы вынуждает искать решения для упрощенной схемы процесса, только в общих чертах отражающей истинное положение вещей. Ниже будем считать, что коэффициент теплоотдачи и температура окружающей среды постоянны, а расплав немедленно удаляется с поверхности тела. Следователько, принимается, что процесс плавления происходит при постоянном тепловом потоке д. [c.119]

Для подтверждения полученных аналитических результатов было проведено экспериментальное исследование теплоотдачи в условиях свободной конвекции на вертикальной плоской пластине при постоянном тепловом потоке на поверхности. Естественная конвекция была выбрана потому, что для проведения исследования теплоотдачи в этом случае требуется гораздо меньшее количество оборудования, чем в случае вынужденной конвекции. С другой стороны, как это следует из теоретического анализа, влияние излучения на граничные условия, при конвекции оказывается значительно меньшим в случае естественной конвекции. Следовательно, преимушества, связанные с простотой эксперимента, в какой-то степени снижаются за счет трудностей, в031ни-кающих при изучении. малых эффектов. [c.175]

И. Концентрация твердой фазы, появляющейся в результате термического разложения жидкости в пристенном слое, такова, что величина первого слагаемого, определяющего поток твердых частиц на поверхность, больше величины второго слагаемого, определяющего срыв частиц с поверхности (высокотемпературная область теплоотдачи). При такой температуре поверхности в условиях постоянного теплового потока имеет место постоянный дрейф температуры внутренней поверхности капала в стационарном режиме теплоотдачи, так что дЬ1дт>0. [c.75]

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]

Может, однако, случиться так, что харакгсристики теплообменника не удается рассчитать точно, так как локальный коэффициент теплопередачи и вообще нельзя определить, Причина этого заключается в том, что любой локальный коэффициент теплоотдачи зависит от тепловы.х граничных условий, особенно в ламинарном течении. Стандартным граничным условием при расчете локального коэффициента теплоотдачи является постоянная температура стеики. В реальных случаях температура стенки может претерпевать значительные изменения в зависимости от коэффициента теплопроводности материала стенки и от значений коэффициентов теплоотдачи и а. по обеим сторонам от нее. Поэтому среда /, среда 2 и стенка образуют термически взаимосвязанную систему, в которой локальный тепловой поток должен рассчитываться в кам<дон теч- [c.79]

При постоянном подводе теплоты температура стенки в сухой области значительно выше, чем в области ниже точки высыхания. Прн дальнейшем повышении теплового потока точка высыхания распространяется (перемещается) вниз по потоку (линия 11). В большинстве экспериментов но изучению кризиса теплоотдачи опыт прерывался, как только появлялось первое отклонение температуры на конце канала. Если тепловой ноток достаточно высок, повышение температуры при кризисе теплоотдачи может привести к расплавлению стенок канала, воз.можное местоположение этой кривой показано линией VI/ на рис. 10. Ситуация, показанная в позициях Я—С/, физически невозможна вследствие расплавления стенок трубы, и, чтобы измерить критический тепловой поток при таких тепловых нагрузках и условиях на входе, необходимо использовать более короткие трубы. Отметим, что линия 22 пересекает линии постоянного термодинамического паросо-держания, и режим течения, в котором происходит кризис теплоотдачи, изменяется от кольцевого до области кипения с недогревом. В этой области механизм кризиса кипения [c.187]

В табл. 1 приведено распределение температур для одномерного теплового потока в пластине, цилиндре и сфере после скачкообразного изменения температуры окружающей среды от Т/ (постоянная начальная температура тела) до постоянного значення при яаланном постоянном коэффициенте теплоотдачи а (граничные условия третьего рода) [c.220]

Поскольку чаще, чем постоянная температура стенки, является заданной постоянная плотность теплового потока на стенкс, удобно заменить одну из зависимых переменных а и Та, на значение теплового потока Вт/№, с помощью соотношения, определяющего локальный коэффициент теплоотдачи. [c.275]

Однородный по длине обогрев. Поведение теплоотдачи нри однородном подлине обогреве является более простым, чем при постоянной температуре стенки, поскольку в этом случае <1Ть1(1х постоянна по длине, а для полностью развитого теплообмена постоянны также 7 —7 и йТ,ц/с1х. Плотность теплового потока и температура вследствие симметрии постоянны по окружности круглой вертикальной трубы. Для каналов некруглого поперечного сечения одна из них или обе эти величины изменяются по периметру. Теоретические результаты получены в основном для двух предельных случаев для постоянной по периметру температуры, соответствующей бесконечной теплопроводности стенки, и для постоянного по периметру обогрева, соответствующего пренебрежимо малой теплопроводности в стенке. Эти граничные условия дают соответственно нижнюю и верхнюю границы для числа N11. Экспериментальные результаты для конечной теплопроводности в стенке лежат между результатами для этих условий, ыо значительно ближе к условиям постоянства температуры по периметру. [c.317]

Приведенные комментарии ограничены случаем с относительно низким тепловым потоком на стенке трубы. Рассмотрим теперь эффект постепенного увеличения тепловой нагрузки прн поддержании постоянным расхода на входе (рис, 2—4), На рис. 2 показана зависимость коэффициента теплоотдачи от массового паросодержання при увеличивающейся тепловой нагрузке в качестве параметра (кривые /—VII). На рис. 3 показаны различные области [c.380]

При Q О, т. е. для практически безинерционного нагревателя, его температура [перепад 0—Т (0) ] в момент соприкосновения с пакетом мгновенно снижается до нуля, а затем начнет повышаться одновременно с температурой поверхности пакета. Тепловой поток в пакет будет оставаться постоянным q t) = = = onst, так что 0 и Т (О, I) начнут далее совместно повышаться (рис. П1.19). Для такого совсем безынерционного нагревателя подход пакета будет сообщать о себе мгновенным понижением температуры нагревателя 0 до нуля (а . оо). Последующий же рост 0 (t) исследователь может ошибочно интерпретировать как снижение коэффициента теплоотдачи, вызванное сменой пакета на пузырь. [c.157]

Н. А. Захариков [206] рассмотрел в общем виде вопрос о теплоотдаче излучением ограниченного плоского слоя газа, состоящего из п изотермических слоев с постоянными оптическими свойствами. Решение общего уравнения дано для двух случаев когда слой относительно холодных газов располагается над слоем лламени и под ним. Степень черноты принималась для поверхности кладки постоянной и равной единице ( к =1). для поверхности нагрева е = 0,65 и для пламени = 0,3. Приведенные на рис. 175 и 176 результаты расчетов показывают, что по мере уменьшения температуры слоя газов над пламенем уменьшаются температура кладки и тепловой поток, причем в случае увеличении степени черноты этого слоя для t =1750° указанное выше явление усиливается, если температура слоя ниже температуры поверхности нагрева, и ослабляется при обратном соотношении. [c.312]

Аусти-н [5] точно установил, что при умеренных тепловых потоках перемешивание увеличивает коэффи- циент теплоотдачи при кипении воды. При постоянном температурном напоре коэффициент теплоотдачи с увеличением степени возмущения возрастает, приближаясь к некоторому постоянному значению. Это максимальное значение а, по-видимому, не зависит от теплового потока. Кипение происходило в сосуде, обогреваемом снизу и со стороны боковых стенок. Приведенные автором коэффициенты теплоотдачи (фиг. 36) характеризуют интенсивность теплообмена со стороны боковых стенок. Из графика видно, что коэффициент теплоотдачи при отсутствии перемешивания пропорционален температурному напору в степени 0,37, а не 2,4—4,0, как это было установлено позднее рядом исследователей. [c.133]

При изменении теплового потока коэффициенты теплоотдачи от конденсирующего пара не оставались постоянными. Исследователи не учли это, в результате чего иришли к ошибочным выводам. — Прим. ред. [c.138]

На начальном участке канала профили скорости и температуры жидкости (газа) изменяются от состояния во входном сечении до полностью развитой по сечению потока формы (рис. 2.22). Эти участки канала, в пределах которых формируются гидродинамический и тепловой пограничные слои, называются соответственно гидродинамическим и термическим начальным участком. На участках гидродинамической и тепловой стабилизации потока теплоотдача по мере развития пограничных слоев падает по длине канала, число Ки уменьшается, асимптотически приближаясь к постоянному значению Ки (рис. 2.23). Это значение Мцсо, называемое предельным, характеризует интенсивность теплоотдачи полностью стабилизировавшегося потока. В трубах длиной и />/т среднюю теплоотдачу [c.163]

Куйкен [19] рассмотрел неизотермические вертикальные цилиндры и конусы с закрытым основанием, когда температура поверхности изменяется по закону to — tao = Nx . Решение при различных числах Прандтля получено разложением в степенные ряды. Исследовано также условие постоянной плотности теплового потока на поверхности. Найдено, что температура поверхности цилиндра ниже, чем плоской пластины, что указывает на более высокий коэффициент теплоотдачи. Избыточная [c.187]

Другие экспериментальные и теоретические исследования. Другие приближенные решения задачи о параметрах переноса в течении около наклонной поверхности получены в статьях [165, 52, 178]. В статье [165] решены уравнения пограничного слоя на длинной горизонтальной узкой ленте, отклоненной от вертикали. Она аппроксимировалась плоским эллиптическим цилиндром. Коэффициенты теплоотдачи при 0 > 75° оказались больше измеренных Ричем [143]. В статье [52] использован интегральный метод для задачи о параметрах переноса в течении над наклонной пластиной с постоянной плотностью теплового потока. В статье [178] предложен новый неавтомодельный метод расчета переноса тепла от наклонной поверхности с заданной плотностью теплового потока. Преобразованные уравнения пограничного слоя решены методом разложения в ряды. Однако авторы отмечают, что они отбросили уравнение движения в нормальном направлении, а также член с давлением в уравнении движения в направлении х. Поэтому применимость их решения при больших углах наклона, по-видимому, сомнительна. [c.226]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология