Число Грасгофа теоретическое

Проведено большое количество экспериментальных и расчетно-теоретических исследований с целью получения расчетных зависимостей, поз-воляющих определить теплоотдачу при различных режимных условиях В частности, показано, что в области околокритического состояния турбулентное течение и сопутствующий теплообмен могут существенно зависеть от числа Грасгофа, т. е. от тепловой гравитационной конвекции,, обусловленной существенным изменением плотности в рассматриваемой области состояний вещества. [c.248]

Аналитическое исследование ламинарной свободной конвекции для вертикальной пластины в среде неограниченного объема основано на предположении, что движение жидкости ограничивается тонким слоем, непосредственно прилегающим к поверхности. Чем больше число Грасгофа, тем достовернее это предположение. Сравнение экспериментальных данных с теоретическими для стационарной естественной конвекции показывает, что при числах Ra > 10 экспериментальные зависимости значительно отклоняются от зависимостей Nu = / (GrV i). Такое отклонение является следствием турбулизации потока. Первоначально турбулентность зарождается на верхней части пластин, а затем, по мере увеличения числа Грасгофа (Gr), распространяется вниз по пластине. В гидродинамике критерием, характеризующим режим течения, является число Рейнольдса. [c.145]

Рис. 3 показывает изменение Nu от Re для тех опытов, в которых число Грасгофа было меньше 10 . Отсюда ясно, что твердой зависимости Nu от числа Рейнольдса нет до тех пор, пока не будет иметь место уход нз ламинарного потока при Re = 2 300 это вполне соответствует теории, которая указывает (в отсутствии естественной конвекции) на постоянную величину порядка 4,36 для числа Нуссельта. Однако вычисленные числа Нуссельта находятся в диапазоне порядка 10, что намного больше, чем теоретическая величина, и указывает, что даже в более низком диапазоне чисел Грасгофа ощущается значительное влияние естественной конвекции. [c.250]

Определяемые в экспериментах критические числа Грасгофа в общем согласуются с теоретическими. В то же время при количественном сопоставлении результатов нужна осторожность. Дело в том, что в эксперименте, как правило, условия подогрева соответствуют изотермичности вертикальных границ, а градиент температуры автоматически возникает в центральной части слоя вследствие накопления тепла вверху. Приведенное же выше решение задачи линейной устойчивости плоскопараллельного течения относится к случаю, когда постоянный вертикальный градиент температуры задан не только в центральной части сечения слоя, но и на боковых границах. [c.74]

Итак, в случае горизонтальной вибрации в плоскости слоя граница области неустойчивости течения на плоскости (Ray, Gr) (аналог кривых на рис. 73) образована двумя прямыми горизонтальной прямой Gr = Gr(Pr) (граница устойчивости течения без вибрации) и вертикальной прямой Ray - 133,1 (граница вибрационно-статической устойчивости равновесия в невесомости). Если Ra < 133,1, то неустойчивость течения возбуждается при увеличении числа Грасгофа по достижении критического значения Gr(Pr) при этом неустойчивость связана с плоскими возмущениями, имеющими в зависимости от Рг гидродинамическую либо волновую природу. Если же Gr < Gr(Pr), то неустойчивость появляется при увеличении Ray до значения 133,1, причем ответственными за кризис являются спиральные возмущения (валы с вертикальными осями). Именно такой тип неустойчивости изучен экспериментально в работе [29], где в качестве рабочей жидкости использовался этиловый спирт (Рг = 16,1). Граница устойчивости течения при этом определяется волновой модой, и соответствующее критическое число Грасгофа Gr = 210. В эксперименте авторы работали в области малых значений Gr. При фиксированных Gr увеличе- -ние вибрационного числа Рэлея приводило к неустойчивости. Измеренное критическое число Ra = 1,3 10 хорошо согласуется с теоретическим значением по достижении критического числа Ray на фоне плоскопараллельного течения формировалась система вертикальных валов (рис. 75). Таким образом, авторам эксперимента [29] удалось выделить в чистом виде действие вибрационно-статического механизма неустойчивости. [c.116]

Эксперименты по наблюдению неустойчивости течения воды около нагретой наклонной пластины [44, 45] подтверждают качественный вывод теории относительно смены формы неустойчивости по мере увеличения угла наклона. Количественного согласия результатов линейной теории и эксперимента нет. Так, согласно экспериментам, переход наступает при угле наклона в пределах от 14 до 17 , тогда как теоретическое значение = 50 . Критические числа Грасгофа, определяемые в эксперименте, на 2—3 порядка выше теоретических. Нет удовлетворительного согласия и для воздуха (эксперименты описаны в работах [46, 47]). Возможно, значительное отличие связано с тем обстоятельством, что в экспериментах фиксируется возмущение, уже развившееся до амплитуды некоторого конечного уровня (см. [41]). [c.223]

В последнее время значительный прогресс достигнут в исследовании устойчивости замкнутого пограничного слоя, возникающего в полости при боковом подогреве (см. 32). В появившихся работах [16, 17] решается в строгой постановке задача устойчивости течения в квадратной области, подогреваемой сбоку. В [16] горизонтальные границы предполагаются теплопроводными расчеты проведены для Рг = 0,7 в [17] рассматриваются случаи обеих теплопроводных и обеих теплоизолированных границ (расчеты проведены во всей области изменения Рг). В обеих работах численно (в [16] методом конечных элементов, в [17] - методом Галеркина) решались уравнения основного стационарного течения и уравнения малых возмущений. Такой подход позволяет определить критическое число Грасгофа и форму критических возмущений. Потеря устойчивости связана с бифуркацией Хоп-фа и проявляется физически в возникновении волн, распространяющихся вдоль замкнутого пограничного слоя. В [17] показано, что изменение числа Прандтля сопровождается последовательными сменами критических мод со скачкообразными изменениями фазовых скоростей волн. В [16] обнаружено несколько уровней спект ра неустойчивости, что автор связывает с явлением резонанса волн в пограничном слое и внутренних волн в устойчиво стратифицированном ядре. Теоретические значения критического числа удовлетворительно согласуются с экспериментом [VI. 81] Аналогичный поход реализован в [81] для случая проводящей жидкости (жидкий металл Рг = 0,02) при наличии вертикального или горизонтального внешнего магнитного поля. МГД-воздействие приводит к сильной стабилизации основного течения. [c.290]

В работе [63] приводятся также результаты экспериментального определения порога устойчивости конвективного течения слабого водного раствора Сепарана АР-30 (Рг = 30). Измерения критического числа Грасгофа проведены в слоях с разным отношением Н высоты к толщине, вплоть до Я = 105. По мере увеличения Я экспериментальные значения Gr в общем убывают, приближаясь к теоретическому значению, соответствующему слою бесконечной высоты (рис. 101). [c.157]

Рис. 12.21. Распределение температуры в ламинарном пограничном слое на вертикально поставленной нагретой плоской пластине при естественной конвекции теоретические кривые по Польгаузену [ ] и С. Остраху вг = ( зс /у2)(Тгу — Тоо)/Тоо — число Грасгофа.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...