Течение конвективное вынужденное

Как показывает соотношение (12.25), зависимость температурного поля а вместе с ним и коэффициента теплопередачи от безразмерного числа Эккерта Ес проявляется в случае значительной разности температур (от 50 до 100 градусов) только при очень больших скоростях течения — порядка скорости звука, а в случае умеренной скорости течения — только при малых разностях температур (около нескольких градусов). Далее, архимедова подъемная сила, входящая в уравнение (12 19) и вызванная разностями температур, уже при умеренно больших скоростях становится малой по сравнению с силами инерции и силами трения, в связи с чем отпадает зависимость теплопередачи от числа Грасгофа. Следовательно, для такого рода течений, называемых вынужденными конвективными течениями, [c.264]

Вынужденные и естественные конвективные течения. Дифференциальные уравнения (12.366) и (12.36в) для динамического и температурного пограничных слоев по своей структуре сходны между собой. Они различаются только двумя последними членами в уравнении (12.366) и последним членом в уравнении (12.36в). В общем случае между полем скоростей и температурным нолем существует двусторонняя связь, т. е. распределение температуры зависит от распределения скоростей и, наоборот, распределение скоростей зависит от распределения температуры. В том частном случае, когда архимедову подъемную силу в уравнении движения (12.366) можно отбросить, а вязкость считать не зависящей от температуры, двусторонняя связь превращается в одностороннюю, а именно, распределение скоростей становится независимым от распределения температуры. Архимедову подъемную силу в уравнении (12.366) можно не учитывать при сравнительно больших скоростях (при больших числах Рейнольдса) и при малых разностях температур. Такие течения называются вынужденными конвективными течениями (см. сказанное по этому поводу на стр. 264). Их противоположностью являются естественные конвективные течения в которых архимедова подъемная сила играет существенную роль. В естественных течениях скорости очень малы, а разности температур значительны. Причиной естественных течений является подъемная сила, возникающая в поле тяжести Земли вследствие разности плотностей среды. Примером естественных течений может служить течение около вертикально поставленной нагретой пластины. Вынужденные течения можно подразделить на две группы, смотря по тому, следует или не следует учитывать тепло, возникающее вследствие трения или сжатия течения первой группы имеют большие скорости, а течения [c.267]

Вынужденной конвекцией называется движение жидкости, вызванное действием внешних поверхностных сил, создаваемых работой насосов, компрессоров и т. д. В отличие от свободной вынужденная конвекция может и не сопровождаться теплообменом (изотермическое течение) в этом случае осуществляется конвективный перенос массы. Вынужденная конвекция в общем случае может сопровождаться и свободной конвекцией. Доля в переносе теплоты свободной конвекцией тем больше, чем больше разница температур отдельных частей среды и чем меньше скорость вынужденного движения. [c.194]

Вынужденная конвекция может и не сопровождаться теплообменом (изотермическое течение), в этом случае осуществляется конвективный перенос только массы. [c.40]

При ламинарном режиме течения жидкости теплота передается теплопроводностью по нормали к общему направлению движения потока. Конвективная составляющая теплоотдачи будет больше или меньше в соответствии с распределением скоростей по сечению потока. При значительной разности температур в потоке возникает, как следствие, разность плотностей. На вынужденное движение накладывается свободное движение, турбулизирующее поток, и теплообмен интенсифицируется. Влияние свободной конвекции заметно при Gr Рг > 8 10. [c.133]

Конвективная теплоотдача существенно зависит от характера движения жидкости или газа. При вынужденном движении картина течения в первую очередь зависит от числа Рейнольдса. Поэтому при модели- [c.166]

Условия подобия конвективного теплообмена при вынужденном движении теплоносителя. На практике встречается большое число разнообразных задач, в которых теплообмен происходит в условиях вынужденного движения теплоносителя. Они различаются по геометрической форме и конфигурации систем, в которых протекает процесс теплообмена, по кинематической картине и режиму течения потока. Различными могут быть также сами теплоносители — жидкости и газы. Однако для всех таких процессов условия подобия имеют единообразный, универсальный вид, определяемый теорией подобия. [c.50]

Приведенные выше условия подобия определяются путем анализа математического описания процессов конвективного теплообмена. При вынужденном движении теплоносителя гидромеханическая картина течения не зависит от теп- [c.51]

Приведенные выше условия подобия определяются путем анализа математического описания процессов конвективного теплообмена. При вынужденном движении теплоносителя гидромеханическая картина течения не зависит от теплообмена, поэтому условия гидромеханического подобия являются необходимой предпосылкой теплового подобия. Эти условия уже были рассмотрены в 2-3. Они сводятся к подобию полей скорости и давления во входном сечении систем и к выполнению условия [c.55]

Условия подобия процессов конвективного теплообмена при совместном свободно-вынужденном движении теплоносителя. Анализ условий подобия раздельно для случаев вынужденного движения и свободной конвекции был проведен выше. На практике, однако, встречаются также случаи, когда одновременно с вынужденным движением в системе под действием подъемных сил развиваются токи свободной конвекции, т. е. имеет место свободно-вынужденное течение теплоносителя. В таком более сложном случае для выполнения условий подобия процессов необходима инвариантность (одинаковость) уже не двух, а трех определяющих чисел подобия Рейнольдса Re, Грасгофа Gr и Прандтля Рг. Соответствующее уравнение подобия для теплоотдачи при совместном свободно-вынужденном движении принимает вид [c.61]

Течение теплоносителей в активной зоне ядерных реакторов, теплообменников, парогенераторов практически всегда носит турбулентный характер. Поэтому ниже рассматривается теплообмен лишь при турбулентном течении жидкостей и газов в каналах различной формы, а также теплообмен при продольном и поперечном обтекании пучков труб или других поверхностей. Разбираются случаи вынужденной, свободной и смешанной конвекции. Интенсивность конвективной теплоотдачи жидкостей и газов при турбулентном течении определяется коэффициентом теплоотдачи, который, как правило, относится к разнице температур стенки и средней температуры среды а = — tf). [c.51]

Эта зависимость является основной в теории конвективного теплообмена при вынужденном течении однородной среды и называется критериальным уравнением. [c.173]

Конвективный перенос тенла и теплообмен в условиях вынужденного потока в современной технике играют очень большую роль. С тех нор, как было выяснено, что интенсивность конвективного теплообмена, при заданной разности температур, в значительной мере повышается с увеличением скорости потока, наблюдается стремление осуществлять теплообменные аппараты с большими скоростями теплоносителей. Достаточно больших скоростей течения среды в каналах можно достигнуть в условиях вынужденных напорных потоков при соответствующем перепаде давления среды. Поток называется вынужденным, если при любом соотношении сил инерции и трения (любые критерии Ве) течение среды в основном осуществляется вследствие падения давления. Участие гравитационной силы при этом не исключается. Вынужденный поток, так же как и свободный поток, отличается [c.328]

В данном параграфе рассматривается еще один тип комбинированной конвекции - суперпозиция свободного конвективного течения с поперечным однородным потоком, создаваемым за счет вдувания и отсасывания через проницаемые границы канала. Как и в случае движущихся границ слоя, вынужденное течение само по себе устойчиво [12]. На этом основании можно ожидать, что наличие такого вынужденного течения, во всяком случае при его достаточной интенсивности, будет оказывать стабилизирующее действие. Об этом же говорит опыт изучения устойчивости изотермических течений [13, 14], а также конвективной устойчивости механического равновесия [15, 16]. [c.104]

Назовем появившиеся в последнее время новые работы по устойчивости конвективного пограничного слоя при наличии продольного вынужденного течения для вертикальной [11], наклонной [12] и горизонтальной [13] поверхности, а также зависимости вязкости и коэффициента теплового расширения от температуры [14, 15]. [c.290]

Разумеется, результаты, относящиеся к свободным конвективным струям, не надо путать с аналогичными результатами, относящимися к вынужденной конвекции — переносу пассивной примеси (которой может быть также и теплота) свободными турбулентными течениями динамического происхождения. В этом случае исходная система уравнений будет состоять из обычных уравнений гидромеханики (без слагаемого, описывающего архимедову силу) и уравнения диффузии (или теплопроводности) [c.316]

Примеры вынужденных и естественных конвективных течений мы рассмо трим в 5—8 настоящей главы. [c.264]

Аналогия между теплопередачей и сопротивлением трения. В вынужденном конвективном течении существует примечательная связь между теплопередачей и сопротивлением трения в пограничном слое, на которую в ее простейшей форме указал О. Рейнольдс [ ] еще в 1874 г. поэтому эту связь называют также аналогией Рейнольдса. [c.269]

Из сказанного понятно, что при вынужденных конвективных течениях число Прандтля является непосредственной мерой отношения толщин обоих пограничных слоев, на что уже указывало соотношение (12.34). [c.271]

Температурные пограничные слои при вынужденном конвективном течении [c.278]

В этом параграфе мы рассмотрим несколько примеров температурного пограничного слоя при вынужденном конвективном течении, причем используем уравнения пограничного слоя (12.36). Расчет температурного пограничного слоя на теле любой формы так же, как и расчет динамического пограничного слоя на произвольном теле, связан с довольно большими трудностями. Поэтому сначала мы остановимся на более простом случае температурного пограничного слоя — на плоской пластине, обтекаемой в продольном направлении. [c.278]

ВЫНУЖДЕННОЕ КОНВЕКТИВНОЕ ТЕЧЕНИЕ 279 [c.279]

ВЫНУЖДЕННОЕ КОНВЕКТИВНОЕ ТЕЧЕНИЕ [c.281]

ВЫНУЖДЕННОЕ КОНВЕКТИВНОЕ ТЕЧЕНИЕ 287 [c.287]

Устойчивость пограничного слоя на плоской пластине при свободной конвекции и при вынужденном конвективном течении экспериментально исследована Э. Р. Г. Эккертом [ ], [ ]. [c.476]

Конвективный теплообмен зависит от характера движения среды и тела, их теплофизических свойств, температуры, а также от геометрической формы канала течения или обтекаемого тела. Различается конвективный теплообмен при вынужденном (принудительном) движении, например в пламенных нагревательных печах и при свободном (естественном) движении (конвекции), например при охлаждении стальных заготовок на спокойном воздухе. [c.12]

Конвективная теплоотдача существенно зависит от характера движения жидкости или газа. При вынужденном движении картина течения в первую очередь зависит от числа Рейнольдса. Поэтому яри моделировании должно быть осуществлено их равенство на входе в образец и модель [c.156]

I. Граница и характер начала влияния термогравитационных сил При вынужденном турбулентной течении термогравитационные силы могут влиять как на турбулентный перенос импульса и тепла, так и непосредственно на осредненное течение. В данной работе рассматривается развитие вторичных свободно-конвективных течений при вынужденном турбулентном движении несжимаемой жидкости в горизонтальных трубах. Задача решена в предположении, что терыогравитационные силы не влияют на турбулентный перенос. [c.189]

Эта зависимость является основной в теории конвективного тепло, обмена при вынужденном течении однородной срады. [c.29]

В основном конвективный теплообмен происходит при продольном вынужденном течении жидкости, например теплообмен между стенками трубы и жидкостью, текущей по ней поперечном вынужденном обтекании, например теплообмен при омыванни жидкостью поперечного пучка труб свободном движении, например теплообмен между жидкостью и вертикальной поверхностью, которую она омывает изменении агрегатного состояния, например те11Ло-обмен между поверхностью и жидкостью, в результате которого жидкость закинаег или происходит конденсация ее паров. [c.150]

Теплоотдача представляет собой чрезвычайно сложный процесс, в связи с чем она является функцией большого числа различных факторов, к которым можно отнести характер конвекции X, т. е. свободная или вынужденная конвекция режим течения жидкости Р, т. е. имеет место параллельно-струйчатое движение теплоносителя без перемешивания (ламинарное течение) или в теплоносителе наблюдаются вихри, перемещающие жидкость не только в направлении движения, но и в поперечном направлении (турбулентное течение) скорость движения теплоносителя ш направление теплового потока (нагревание или охлажденпе) Н коэффициент теплопроводности Я, теплоемкость Ср, плотность о, вязкость ц, т. е. физические свойства теплоносителя температуру теплоносителя и поверхности стенки / и их разность А/, называемую температурным напором поверхность стенки Г, омываемую теплоносителем форму стенки Ф ее размеры 1-1, 4, /з, и другие факторы. Таким образом, конвективный теплообмен неразрывно связан с большим числом различных факторов [c.280]

Таким образом, усиление конвектнв ного теплообмена путем повышения скорости потока связано со значительной потерей напора на преодоление сопротивления течению теплоносителя. Анализ этого важного вопроса приводит выбору наиболее экономичной скорости те-плоиосителя, которую находят в зависимости от условий конвективного теплообмена, гидродинамики потока, конструкции теплообменника, его стоимости и стоимости энергии на Вынужденное течение теплонооителя. [c.202]

В заключение приведем формулу А. А. Гухмана и Н. В. Илюхина [22], полученную ими яа оонаве гииродиламической теории конвективного теплообмена в условиях вынужденного потока газа с большими скоростями течения в канале [c.205]

Рассмотрение устойчивости комбинированных течений мы начнем с задачи о суперпозиции конвективного течения, создаваемого в вертикальном слое поперечной разностью температур, и вынужденного течения, обусловленного внешним продольным градиентом давления. Обе компоненты течения — свободпоконвективная и вьшужденная — сами по себе при больших скоростях становятся неустойчивыми за счет различных механизмов. В неустойчивости комбинированного течения сложным образом проявляется взаимодействие этих механизмов. Исследование устойчивости проведено в работах Н.И. Лобова [1 —3]. [c.90]

Рассмотрим теперь другой тип комбинированного течения, а именно будем считать, что вьшужденное течение создается за счет движения границ слоя в себе по вертикали с одинаковыми по величине и противоположными по направлению скоростями. Получающееся при этом течение есть суперпозиция конвекции, создаваемой поперечной разностью температур, и сдвигового течения Куэтта, обусловленного увлечением жидкости дви-жуцдимися границами. Качественное отличие от задачи предьщущего параграфа состоит в том, что теперь вынужденная компонента течения (поток Куэтта) сама по себе является устойчивой. Можно поэтому ожидать, что добавление устойчивой компоненты приведет к стабилизации конвективного течения. Этот эффект в общем действительно проявляется на гидродинамической моде неустойчивости. Что же касается тепловой моды, то здесь ситуация оказывается значительно более сложной. В зависимости от соотношения параметров возможна как стабилизация, так и дестабилизация течения более того, при определенных условиях появляется и становится наиболее опасным новый тип неустойчивости, связанный с развитием монотонных (стоячих) тепловых возмущений. [c.97]

Линейные гармонические колебания полости вместе с жидкостью приводят к модуляции ускорения массовой (конвективной) силы. Если жидкость находится в неоднородном температурном поле, то возникающее при этом конвективное течение состоит из двух компонент - конвективных колебаний с частотой вибрации и осредненного течения. Параметрический характер вибрационного воздействия, а также нелинейность уравнений конвекции служат причиной того, что осредненное течение, вообще говоря, отличается от соответствующего течения без вибрации. Это отличие особенно отчетливо проявляется в предельном случае отсутствия статического поля тяжести (невесомость), когда одна лищь вибрация вызьшает регулярное осредненное течение (так называемая вибрационная конвекция, см. [21]), Конвекция, состоящая из осредненной и колебательной компонент, может условно рассматриваться как комбинированное течение, в котором колебательная компонента играет роль вынужденного течения. [c.109]

Мы не останавливаемся здесь на обсуждении влияния различных осложняющих факторов на устойчивость конвективных течений погранслойного типа. Ограничимся лишь перечислением некоторых из этих факторов и указанием основных работ, в которых можно найти библиографию. Исследованию устойчивости течений при наличии вертикальной стратификации жидкости посвящены работы [64—66]. Неустойчивость комбинированных (свободных и вынужденных) течений изучалась в [67-69]. Влияние кривизны вертикальной поверхности рассматривалось в [70] на примере конвективного пограничного слоя на вертикальном цилиндре. Эффекты неоднородности состава (бинарная смесь) обсуждались в [71]. Особенности возникновения неустойчивости течения воды с учетом инверсии теплового расширения послужили предметом рассмотрения в работе [72]. В [73] изучалась устойчивость пограничного слоя конвективной фильтра- [c.226]

Влияние числа Прандтля. Из предыдущего изложения следует, что число Прандтля является наиболее важным параметром для температурного пограничного слоя и для теплопередачи, причем как в случае вынужден-ных, так и в случае свободных конвективных течений. Согласно определени о число Прандтля Рг = v/a представляет собой отношение двух величин, характеризующих свойства, связанные с переносом импульса (вязкость) и переносом тепла (теплопроводность). Если способность вещества к переносу импульса, т. е. вязкость, особенно велика, то влияние стенки, уменьшающее импульс (условие прилипания), также велико, следовательно, это влияние проникает далеко внутрь течения, иными словами, толщина динамического пограничного слоя получается сравнительно большой. Аналогич-ное имеет место и для температурного пограничного слоя. [c.271]

Течения, единственной причиной которых является неодинаковость плотности, вызванная разностью температур, называются естественными конвективными течениями в отличие от вынужденных конвективных течений, вызываемых внешними причинами. Естественное конвективное тече-ние возникает, например, около вертикально 11оставленной нагретой пластины или около горизонтально расположенного нагретого цилиндра и обладает обычно свойствами, характерными для пограничного слоя, особенно в тех случаях, когда коэффициенты вязкости и теплопроводности малы. [c.299]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...