ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплоотдача при свободном движении жидкости из "Теория теплопередачи и тепловые расчеты электрических печей " Таким образом, свободное движение жидкости определяется теплообменом между жидкостью и телом. Количество передаваемого тепла пропорционально поверхности тела и разности температур поверхности и жидкости, поэтому свободное движение жидкости количественно определяется в основном именно этими двумя факторами. Температурным напором определяется разность плотностей и подъемная сила, а площадью и формой поверхности — зона распространения процесса. В зависимости от значения и соотношения температурного напора и размеров поверхности движение жидкости может иметь различный характер. [c.43] Теплоотдача в неограниченном пространстве. Типичная картина движения нагретого воздуха вдоль вертикальной трубы показана на рис. 1-13. В нижней части трубы движение воздуха имеет ламинарный характер, а в верхней части — вихревой, или турбулентный. Характер движения в основном определяется температурным напором. При малом температурном напоре преобладает ламинарное, а при большом — турбулентное движение. На нижнем (начальном) участке трубы длиной около 0,25 м ламинарный режим сохраняется и при больших температурных напорах. [c.44] Соответственно изменению режима движения изменяется коэффициент теплоотдачи. Для вертикальной трубы эта зависимость представлена на рис. 1-13,6. На нижнем участке вследствие увеличения толщины ламинарного слоя коэффициент теплоотдачи по высоте трубы убывает, а на участке развитого турбулентного движения, где ламинарный слой в значительной мере разрушается, значение коэффициента теплоотдачи становится выше и далее по высоте трубы остается постоянным. [c.44] Такая картина свободного движения вдоль вертикальной трубы характерна также для вертикальной стенки, наклонной и горизонтальной трубы, шара и ряда других тел с обтекаемыми формами внешних поверхностей. Характер движения воздуха около нагретых горизонтальных прутков или труб двух диаметров показан на рис. 1-14. Для свободного движения жидкости форма обтекаемого тела играет второстепенную роль более существенное значение имеет протяженность поверхности, вдоль которой происходит движение нагретого воздуха. [c.44] Несколько иной характер движения жидкости наблюдается при обтекании горизонтальных тонких проволок (диаметром около 1 мм и менее). В этих условиях ламинарный режим движения имеет место и при больших температурных напорах. [c.44] Описанные условия свободного движения жидкости справедливы для любого газа и любой жидкости. Многочисленными исследованиями процессов теплоотдачи при свободном движении жидкости накоплено значительное количество данных, полученных из опытов с различными жидкостями и газами в условиях обтекания разнообразных по форме, размерам и расположению тел. [c.45] Во втором режиме перенос тепла в основном происходит вследствие свободной конвекции при ламинарном движении жидкости. [c.46] В третьем режиме, в отличие от второго, перенсю тепла в основном происходит при турбулентном движении жидкости. [c.46] Параметр Ргж/Ргст в степени 0,25 учитывает зависимость теплоотдачи от направления теплового потока для жидкостей, вязкость которых в значительной мере изменяется с изменением температуры. [c.46] Пример 1-6. Определить тепловой поток конвективной теплопередачи от вертикальной трубы с внешним диаметром =120 мм, длиной /=3,6 м с температурой ст = 150°С к окружающему воздуху с температурой /ж=20°С. [c.47] Пример 1-7. Решить ту же задачу по исходным данным предыдущего примера с той лишь разницей, что труба расположена не вертикально, а горизонтально. [c.47] При определении числа Грасгофа вместо длины трубы вводим ее диаметр Ф. [c.47] Пример 1-8. Определить тепловой поток конвективной теплопередачи от горизонтально расположенной стенки кожуха электрической печи в окружающее воздушное пространство. Размеры стенки ЬХ1= = 1,5X6 м. Температура стенки 70 С, а температура окружающего воздуха 20°С. [c.48] Если теплоотдающая поверхность стенки обращена кверху, то полученное значение а следует увеличить на 30%, т. е. [c.48] Для стенки с теплоотдающей поверхностью, обращенной книзу, полученное значение а следует уменьшить на 30%, т. е. [c.48] КИМ образом. В широком канале восходяш.ий и нисходящий цотоки не затрагивают друг друга (рис. 1-16,а) и по своему характеру не отличаются от потоков вдоль вертикальных поверхностей в неограниченном пространстве. В узком канале могут возникать внутренние циркуляционные контуры (рис. 1-16,6), причем их высота Л зависит от ширины канала, рода жидкости и ряда параметров процесса. [c.50] В горизонтальных щелях характер движения жидкости зависит от взаимного расположения нагретых и холодных поверхностей и от расстояния между ними. Бели нагретая поверхность расположена сверху, то циркуляция жидкости обычно отсутствует (рис. 1-16,а), так как у подавляющего большинства жидкостей с повышением температуры плотность уменьшается, а более плотные слои жидкости находятся устойчиво у нижней поверхности. В этих условиях перенос тепла осуществляется только за счет теплопроводности жидкости. Если же нагретая поверхность расположена снизу, то в щели могут возникать местные восходящие и нисходящие потоки жидкости (рис. 1-16,г). [c.50] В шаровых и в горизонтально расположенных цилиндрических прослойках в зависимости от их толщины и соотношения диаметров циркуляция жидкости происходит, как показано на рис. 1-16,с , е и ж. При этом, если нагретой является внутренняя поверхность, то циркуляция развивается только в объеме щели выше нижней точки нагретой поверхности, а ниже этой точки жидкость находится в состоянии покоя. Если же нагретой является внешняя поверхность, то циркуляция имеет место только в пространстве ниже верхней точки холодной поверхности. [c.50] В столь сложных условиях изучение закономерностей изменения коэффициентов теплоотдачи для нагрева и охлаждения жидкости с учетом ее внутренней циркуляции практически невозможно. Поэтому для упрощения обработки опытных данных и облегчения расчета этот сложный процесс теплообмена принято рассматривать как передачу тепла теплопроводностью, оперируя при этом понятием эквивалентного коэффициента теплопроводности Яэк- Введение этого понятия избавляет от необходимости определять значения коэффициентов теплоотдачи 01 и 02, а значения Яэк находятся непосредственно из опытов. [c.50] Вернуться к основной статье