Движение конвективное

Выведем для непрерывной системы дифференциальное уравнение переноса любой экстенсивной величины (обобщенной координаты), которую для краткости будем называть субстанцией. В качестве последней может быть масса, энергия, энтропия и т. п. Перенос любой субстанции происходит как кондуктивным, так и конвективным путями, имеющими разную физическую природу. Кондуктивный перенос осуществляется за счет хаотического молекулярного движения. Конвективный перенос происходит за счет макроскопического движения среды. Среднюю линейную скорость движения среды можно определить следующим образом [c.205]

Интегральные уравнения теплообмена излучением заменяются при этом аппроксимирующей конечной системой алгебраических уравнений. Из решения этой системы уравнений совместно с уравнениями движения, конвективного теплообмена и горения определяются в конечном счете все неизвестные энергетические характеристики, которые могут включать в себя как температуры, так и потоки энергии между зонами. При этом, чем на большее число зон разбита топка, тем выше точность получаемого решения. Число зон, в свою очередь, зависит от характера полей температуры и физических характеристик тел Чем выше неоднородность этих полей, тем на большее число зон необходимо разбивать топочный объем и ограничивающие его поверхности нагрева. В практической реализации зональных методов существует ряд различных подходов. [c.205]

Изменение тепла вследствие движения конвективных потоков [c.298]

При установлении критериального уравнения для случая растворения взвешенных кристаллов принимают во внимание уравнения движения, конвективной диффузии, скорости растворения и общий закон осаждения [23]. В конечном итоге мы находим [c.75]

Иначе обстоит дело в случае плоских стационарных движений (конвективные валы = 1 в формуле (22.5)). В этом случае в зависимости от соотношения между к, к к кт знак квадратичной поправки Я<2) может быть различным. Так, в области [c.152]

На рис. 5-2, а изображена тепловая модель аппаратов группы Б в герметичном корпусе, а на рис. 5-3 показан характер движения конвективных потоков воздуха около гладких плат. Причиной движения воздушных потоков в аппарате с герметичным корпусом является разность плотностей воздуха, нагретого в средней части аппарата и более холодного у стенок корпуса в аппарате с перфорированным корпусом естественная вентиляция возникает из-за разности плотностей воздуха внутри аппарата и вне его. [c.144]

Это соотношение показывает, как влияет движение конвективного потока тепла на измеряемое (эквивалентное) значение коэффициента теплопроводности, которое рассчитывается из опытных данных по величине теплового потока и перепаду температуры на образце. Формула (П1.67) дает завышенное значение поправочного коэффициента. Так как эта формула является приближенной, ее целесообразно использовать только для определения условий нагрева образцов, при которых можно [c.146]

Подсчитаем погрешность расчета коэффициента теплопроводности, обусловленную движением конвективного потока тепла, по данным испытаний стеклотекстолита СП-ЗЭ (см. рис. П1.2). При скорости нагрева о = = 0,66 град/сек для этого материала йр/с1Т = = 0,5.10 г/(см -град). Теплоемкость продуктов деструкции органических веществ колеблется в пределах 0,2—0,3 ккал/(кг-град) и ее можно принять равной Сд = [c.147]

Но иногда требование М < 1 оказывается недостаточным число Маха и сжатие среды могут быть малыми, в то время как смещения частиц не будут малы по сравнению с характерным размером движения жидкости. Это получится, если пространственная неоднородность поля определяется не волновым характером процесса, а геометрией задачи. Таково, например, движение в сферической волне вблизи центра (расхождение волны) или протекание жидкости в трубе переменного сечения. В этих случаях масштаб пространственной неоднородности не зависит от скорости звука и сохранился бы даже при полной несжимаемости среды. При таких движениях конвективная производная может не быть малой по сравнению с локальной производной даже при малом числе Маха поле быстро меняется в пространстве независимо от скорости временного изменения. Особенно нагляден пример установившегося протекания жидкости в трубе локальная производная любой величины, характеризующей течение, равна нулю во всех точках, а конвективная производная отлична от нуля критерий малости числа Маха при малой скорости течения будет выполнен, но критерий u/L 1 нарушится и линеаризацию уравнений произвести будет нельзя. Только требование u L < 1 универсально для любой формы волны и для любой сжимаемости среды. [c.40]

Термическое сопротивление Rk можно уменьшить различными способами, воздействуя на любую из составляющих Ru / 2- Как отмечалось в 9.2, интенсифицировать конвективный теплообмен и уменьшить можно путем увеличения скорости движения теплоносителя, турбулизации пограничного слоя и т. д. Термическое сопротивление теплопроводности Rx зависит от материала и толщины стенки. Однако прежде чем выбирать методы воздействия на процесс теплопередачи, необходимо установить вклад отдельных составляющих Ra, Ri. и Ra2 в суммарную величину Rk. Естественно, что существенное влияние на Rk будет оказывать уменьшение наибольшего из слагаемых. В широко используемом в технике процессе передачи теплоты от капельной жидкости к газу через металлическую стенку наибольшее термическое сопротивление имеет место в процессе теплоотдачи от газа к стенке Ra2, а остальные термические сопротивления Ra.[ и Rx пренебрежимо малы по сравнению с ним (см. пример 12.2). [c.100]

При псевдоожижении мелких частиц наблюдался резкий скачок величины коэффициента теплообмена слоя с поверхностью сразу после начала псевдоожижения, что, по мнению авторов, является следствием действия в механизме теплообмена обусловленной движением пузырей конвективной составляющей переноса тепла частицами. Этот скачок менее заметен в слоях крупных частиц при повышенных давлениях, что объясняется увеличение.м вклада конвективной газовой составляющей в общий коэффициент теплообмена с ростом диаметра частиц и давления в аппарате и уменьшением при этом вклада переноса тепла частицами. Как правило, в экспериментах максимальные коэффициенты теплообмена соответствовали скоростям фильтрации газа, примерно на 30% превышающим о причем экспериментально определяемые величины оптимальной с точки зрения теплообмена скорости фильтрации газа с удовлетворительной точностью совпадали с рассчитываемыми по предложенной Тодесом корреляции (3.8). [c.72]

М а X а н ь к о М. Г., Конвективный теплообмен в трубах при движении газов с взвешенной твердой фазой, сб. Теория подобия и моделирования , Изд-во АН СССР, 1961. [c.410]

Таким образом, в граничном слое Прандтля при наличии в нем градиента концентрации массоперенос осуществляется двумя разными параллельно протекающими путями. Суммарная скорость процесса массопереноса определяется скоростью протекания каждого элементарного процесса переноса. Если, однако,торможение одного из этих параллельных процессов значительно меньше торможения другого, то суммарная скорость массопереноса определяется в основном скоростью этого наименее заторможенного, т. е. быстрого, процесса переноса. Скорость конвективного массопереноса в граничном слое Прандтля снижается по мере уменьшения скорости движения v в нем жидкости (см. рис. 143) и его роль в определении суммарной скорости массопереноса тоже уменьшается, а роль молекулярной диффузии возрастает. Начиная с какого-то расстояния от твердой поверхности б молекулярный перенос вещества становится преобладающим по сравнению с конвективным переносом, который преобладает в части слоя Прандтля (77 — б). [c.209]

Одновременный перенос теплоты конвекцией и теплопроводностью называют конвективным теплообменом-, он может быть свободным и вынужденным. Если движение рабочего тела вызвано искусственно (вентилятором, компрессором, мешалкой и др.), то такой конвективный теплообмен называют вынужденным. Если же движение рабочего тела возникает под влиянием разности плотностей отдельных частей жидкости от нагревания, то такой теплообмен называют свободным, или естественным, конвективным теплообменом. [c.346]

Величины X, с, а и р уже рассматривались в предыдущих параграфах. В исследованиях конвективного теплообмена большое значение имеет также вязкость. Все реальные жидкости обладают вязкостью между частицами или слоями, движущимися с различными скоростями, всегда возникает сила внутреннего трения (касательное усилие), ускоряющая движение более медленного слоя и тормозящая движение более быстрого. Величина силы трения 5 между слоями, отнесенная к единице поверхности, согласно закону [c.403]

По своему физическому характеру конвективный теплообмен является весьма сложным процессом и зависит от большого числа факторов, определяющих процесс теплоотдачи. Коэффициент теплоотдачи характеризует интенсивность теплообмена между жидкостью и поверхностью канала. В общем. случае коэффициент теплоотдачи является функцией физических параметров жидкости, характера течения жидкости, скорости движения жидкости, формы и размеров тела и др. [c.406]

В технике большое практическое значение имеет конвективный теплообмен в пучках труб при расположении их перпендикулярно движению жидкости. Применяют в основном два вида расположе- [c.433]

В случае турбулентного режима движения на границе фаз перенос вещества осуществляется не только вследствие молекулярной диффузии, но и вследствие интенсивного перемешивания отдельных фаз. Такую диффузию называют конвективной, или молярной. [c.500]

Если стенки канала омываются внешним потоком с постоянной температурой /до и постоянной с обеих сторон интенсивностью конвективного теплообмена (граничные условия 3-го рода), то по мере движения теплоносителя сквозь пористый материал его температура приближается к too- Используя безразмерные величины [c.98]

Достоинства предложенной модели всплывания пузыря в трубе при турбулентном профиле скорости заключаются в том, что она позволяет получить точное решение уравнения (5. 5. 3). При этом достаточно корректно описывается конвективное вихревое движение жидкости позади газового пузыря. [c.218]

Соотношение (6. 9. 16) устанавливает связь между скоростью массообмена и градиентом поверхностного натяжения в случае, когда механизм переноса целевого компонента за счет поверхностной конвекции преобладает над конвективным переносом целевого компонента за счет движения основного потока жидкости, т. е. когда величина градиента поверхностного натяжения о/г х практически полностью определяет скорость потока целевого компонента поверхности раздела фаз. [c.291]

В работах [226, 610] показано, что при росте пузырька из равновесного состояния температура его стенки быстро приближается к температуре насыщения, соответствующей внешнему давлению, а влияние инерции жидкости становится пренебрежимо малой. Приближенные решения для температуры стенки пузырька даны в работах [223,609]. Окончательно не решен вопрос, каким образом следует учитывать конвективный теплообмен, связанный со сферически симметричным движением жидкости [224, 905]. [c.134]

Конвективная теплопередача, имеющая наибольшее значение при плазменной обработке материалов, определяется в основном энергией поступательного движения частиц газа, поэтому высокотемпературные формы энтальпии здесь менее эффективны. Из рис. 2.61 видно, что водородная плазма — наилучший преобразователь энергии дуги в теплоту. [c.106]

При конвективном теплообмене теплота с поверхности уносится жидкостью или газом, которые перемещаются относительно поверхности. Движение жидкости или газа может возникать вследствие различной плотности нагретых и ненагретых зон или в результате принудительной циркуляции жидкости и газа. [c.145]

Достижение точки бифуркации, отвечающей самоорганизации диссипативных структур в виде ячеек Бенара (рисунок 1.23, а), сопровождается появлением нового механизма переноса тепла, обусловленного возникновением конвективных потоков. При этом жидкость (рисунок 1.23, б) спонтанно разделяется на гексагональные ячейки, напоминающие соты, в результате кооперативного движения молекул жидкости при достижении критической точки, отвечающей ДТ. Общий поток энтропии через жидкость выразится как кр. [c.64]

Для течения в трубе кругового сечения полное теоретическое исследование устойчивости еще отсутствует, но имеющиеся результаты дают веские основания полагать, что это движение устойчиво по отношению к бесконечно малым возмущениям (как в абсолютном, так и в конвективном смысле) при любых числах Рейнольдса. В силу аксиальной симметрии основного течения, возмущения можно искать в виде [c.151]

Будем считать, что существенное изменение средней температуры происходит на тех же расстояниях I (основной масштаб турбулентности), на которых меняется средняя скорость движения. К мелкомасштабным (масштабы X I) пульсациям температуры можно применить те же общие представления и соображения подобия, которые были ул<е использованы при рассмотрении локальных свойств турбулентности в 33. При этом будем считать, что число Р 1 (в противном случае может оказаться необходимым введение двух внутренних масштабов, определенных по V и по х)- Тогда инерционный интервал масштабов является в то же время конвективным, — выравнивание температур в нем происходит путем механического перемешивания различно нагретых жидких частиц без участия истинной теплопроводности свойства температурных пульсаций в этом интервале не зависят и от крупномасштабного движения. Определим зависимость разностей температур Т%, от расстояний X в инерционном интервале (Л. М. Обухов, 1949). [c.299]

Помимо вышеуказанных причин, приводящих к заносу золой и шлакованию конвектизных поверхностей нагреве, следует упомянуть также неорганизованные присосы воздуха в топочную камеру, особенно в ее нижнюю часть. С возрастанием присосов горение топлива затягивается, и температура газов в первом по их движению конвективном пучке может повыситься до опасных пределов, вызывающих размягчение золы и налипание ее на трубы конвективных поверхностей. Шлакование уменьшается после уплотнения мест прохода через обмуровку экранных труб, ремонта шиберов шлакового бункера и других мероприятий по снижению присосов в топку. [c.58]

Это допущение позволяет не учитывать в уравнении движения конвективный перенос количества движения, т. е. величину ррда", по сравнению с колебаниями давления. Согласно формуле Н. Е. Жуковского, колебания давления Ьр можно оценить равенством [c.94]

Скорость движения конвективного потока у = 0,25 Я/г, м/с, где Р — мощность, рас.ходуемая при сварке, кВа, г — расстояние от точки сварки до оси восходящего потока, м. [c.138]

Подробное описание работ, посвященных теплообмену псевдоожиженного слоя крупных частиц с поверхностью, проведено потому, что в слоях (крупных частиц) под давлением основная рЪль принадлежит конвективному переносу тепла, и именно доминирующим вкладом конвективной составляющей в общий коэффициент теплообмена в первую очередь объясняются высокие значения а, превосходящие (даже) при определенных условиях максимально достижимые величины при псевдоожижении мелких частиц. Боттерилл [69] показал путем сопоставления увеличения максимальных коэффициентов теплообмена с ростом давления, по данным [83], и конвективной составляющей, рассчитанной, согласно [75], при соответствующих условиях (табл. 3.1), что влияние давления на теплообмен между слоем и поверхностью не сводится лишь к росту конвективной составляющей, а имеется дополнительный фактор, подтверждающий мнение авторов [84, 85] об улучшении качества псевдоожижения, структуры слоя [27], упаковки частиц и более свободного их движения у поверхности теплообмена [69]. [c.65]

На рис. 3.6 показано влияние размера частиц на вклад коэффициентов теплообмена минимально псев-доожиженного слоя, ао, и максимальной конвективной составляющей переноса тепла частицами, tap, в обш,ий максимальный коэффициент теплообмена слоя с поверхностью [88]. Величина ао, как указывалось выше, соответствует газокомвективной составляющей. Причем в первом приближении она взята независимой от скорости фильтрации газа, так как избыточный газ проходит через слой в виде пузырей. Вместе с тем в работе [69] указано, что с ростом давления псевдоожиженный слой становится более однородным, размеры пузырей и скорость их движения заметно уменьшаются. Максимальная конвективная составляющая переноса тепла частицами определялась как разность между коэффициентами общим а и оо. С ростом диаметра частиц up уменьшается, а а = коив увеличивается, следствием чего является минимум на кривой a=f(d) [18, 20, 76]. [c.73]

Несмотря на значительные расхождения между экспериментальными и расчетными данными (рис. 3.11), выражение для конвективной составляющей коэффициента теплообмена в ряде случаев [75, 76, 78, 88] довольно успешно описывает экспериментальные данные. Это позволило провести ряд специальных опытов, направленных на изучение механизма конвективного теплообмена в слоях крупных частиц. Исследования проводились на установке, подробно описанной в параграфе 3.4. Измерение коэффициентов теплообмена между поверхностью датчика-нагревателя и слоем дисперсного материала осуществлялось по методике, изложенной в 3.4.3. В данной серии опытов использовался датчик диаметром 13 мм, устанавливаемый вертикально вдоль оси колонны или горизонтально на расстоянии 62 мм от газораспределительной решетки. Слой образовывали модельные материалы — стеклянные шарики узкофракционного состава со средними диаметрами 0,45 мм (0,4—0,5), 1,25 мм (1,2— 1,3) и 3,1 мм (3,0—3,2). Их физические характеристики приведены в табл. 3.3. Коэффициенты теплообмена измерялись в псевдоожиженных слоях, затем в плотных, зажатых сверху жесткой металлической сеткой (опыты проводились в колонне из оргстекла, при этом движения частиц не наблюдалось). Эксперименты с плотн лми зажатыми слоями повторялись заметного разброса точек (вне пределов точности измерений) не наблюдалось. [c.88]

Движение жидкости относительно электрода стабилизирует толщину диффузионного слоя б и делает ее меньше, что соответствует конвективной диффузии, т. е. диффузии в движущейся жидкости. Увеличение скорости перемещения жидкости приводит к ускорению диффузии. Теория диффузии в движущейся жидкости разрабатывалась в работах ряда исследователей (Д. А. Франк-Каменецкого, Зйкена, В. Г. Левича) и была сформулирована [c.207]

При высоких скоростях течения газов в пористых матрицах глубокие качественные изменения в потоке вызывает сжимаемость газов, которая учитывается в уравнении движения (2.1) с помощью дополнительного слагаемого - конвективной составляющей dujdZ [c.23]

Рис. 2.7. Критериальные завнснмостн конвективного теплообмена при движении однофазного теплоносителя в пористых металлах. Обозначения соответствуют данным табл. 2.4

Таким образом, можно считать, что основная часть данных табл. 2.4 относится к началу переходного режима движения охладителя 0,01 < < Re < 1. Эти данные характеризуют такую особенность внутрипорового конвективного теплообмена, как отсутствие асимптотического прибли- [c.41]

Однако в некоторых случаях (при очень высоких внешних тепловых потоках) температура проницаемой матрицы очень быстро возрастает в области испарения и достигает в сечении Z величины Т перегрева жидкости до завершения ее полного испарения. После этого жидкость перестает смачивать пористый материал, микропленка свертывается в микрокапли, и происходит резкая смена режима течения двухфазного потока с высокоинтенсивным теплообменом при испарении микропленки на режиме движения во второй зоне Z K дисперсного потока перегретого пара с микрокаплями жидкости. Этот режим отличается относительно низкой интенсивностью внутрипорового конвективного теплообмена. Нужно отметить, что именно такому характеру истечения парокапельного потока из стенки при высокой температуре ее внешней поверхности, значительно превышающей величину Г, соответствуют приведенные на рис. 6.3 экспериментальные данные. [c.134]

Как указывалось выше, на интенсивность процессов переноса в системах газ—жидкость могут оказывать влияние внешние силовые поля. Ограничимся качественной характеристикой механизма воздействия электродшгнитного поля на процессы тепло-и массопереноса в га.чожпдкостных системах. Оно связано с введением в среду повой дополнительной энергии, в результате чего на систему кроме сил гравитации и инерции начинают действовать пондеромоторные силы. При испарении жидкости в постоянном и переменном электрических полях слои жидкости приходят в волнообразное движение, которое приводит к турбулизации жидкости, в результате чего скорость испарения увеличивается. При этом коэффициенты конвективного теплообмена в зависимости от напряженности поля увеличиваются в несколько раз. [c.9]

Во второй главе в разд. 2.9 была решена задача о движении газового пузырька в жидкости при наличии однородного постоянного электрического поля. Используя результаты решения этой задачи в соответствии с [97], в данном разделе будет дан теоретический анализ процесса массообмена между пузырьком газа и жидкостью при тех же условиях движения фаз. Будем предполагать, что концентрация целевого компонента сначала была постоянной и однородной величиной в обеих фазах. В момент времени =0 на бесконечном удалении от поверхности пузырька концентрация целевого компонента в жидкости скачком изменилась. Как и в разд. 6.3, будем считать, что основное сопротивление мас-сопереносу сосредоточено в тонком пограничном слое вблизи поверхности газового пузырька. В этом случае уравнение конвективной диффузии будет иметь вид (6. 3. 4) [c.271]

Известно, что межфазный перенос вещества при наличии градиентов поверхностного натяжения сопровождается возникновением в приповерхностных областях конвективного движения, которое носит название конвекции Марангони. Качественный анализ этого явления был дан в разд. 1.2. В данном разделе в соответствии с [102] будут даны постановка и решение задачи о влиянии конвекции Марангони на маесообмен между газовым пузырьком и жидкостью. [c.289]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...