Длина гидродинамического начального трубе

Путь, жидкости от входа в трубу до сечения, в котором пограничный слой сливается, называют длиной гидродинамического начального участка и обозначают На некотором расстоянии от входа в трубу (координата х) при движение называют ста- [c.186]

Длину участка гидродинамической стабилизации закрученного потока можно оценить по абсолютной величине числа Ее , которое для осевого потока хорошо известно [ 25 ]. Анализ рис. 9.2 показывает, что при Ф = 1,21 и Ее = 10 длина гидродинамического начального участка увеличивается почти в 8 раз по сравнению с осевым течением в трубах, что удовлетворительно согласуется с опытами, описанными в разд, 2.1. [c.176]

Длина гидродинамического начального участка при острой кромке на входе в трубу составляла величину, равную 13—]7 калибрам, при изменении чисел Re от 10-10 до 80-10 [c.417]

Теплоотдача жидкости в трубе зависит от режима движения. При входе жидкости в трубу на ее стенках образуется ламинарный пограничный слой, который по мере удаления от входа утолщается и на некотором расстоянии от него заполняет все сечение трубы. Так будет развиваться процесс движения, если величина критерия Рейнольдса для рассматриваемого случая меньше критической (гл. УП, 10). Процесс движения будет развиваться по-другому, если величина критерия Рейнольдса больше его критического значения. В этих условиях при входе жидкости в трубу на ее стенках образуется, так же как и в первом случае, ламинарный пограничный слой, который на некоторой длине от входа переходит в турбулентный. Последний будет утолщаться по мере удаления от входа до тех пор, пока не заполнит все сечение трубы. Однако у стенки трубы сохранится тонкий ламинарный слой жидкости. В этих двух случаях длина гидродинамического начального участка (гл. VII, 10) будет различной. Напомним, что для ламинарного режима движения жидкости в трубе можно определять из выражения = 0,03й-Ке, а для турбулентного 25 40 . [c.205]

Расстояние от входа в трубу, на котором исчезает влияние начального распределения скорости на движение жидкости, называется длиной гидродинамического начального участка /н.г-При изотермическом течении приведенную длину гидродинамического [c.61]

Теплообмен при одновременном развитии профилей скорости и температуры по длине трубы рассматривается в гл. 12. Поэтому здесь мы приведем лишь результаты измерений для значений х(4, превышающих длину гидродинамического начального участка. Очевидно, эти результаты будут также справедливы для всего термического начального участка, если распределение скорости на входе является параболическим. [c.140]

Соотношение (7-85) справедливо при условии, что длина участка трубы I 1н.т, где /н,г —длина гидродинамического начального участка. Это условие в наших опытах обычно выполнялось (те немногие опыты, для которых 1<1к.т не принимались во внимание [c.143]

В предыдущих главах изучался теплообмен при стабилизированном течении. В этом случае, если р и я постоянны, профиль скорости по всей длине теплообменного участка будет параболическим. Такое течение практически реализуется при наличии перед теплообменным участком достаточно длинного успокоительного участка, на протяжении которого формируется параболический профиль скорости. Однако во многих теплообменных устройствах вход жидкости в трубу совпадает с началом теплообменного участка такие устройства нередко выполняются из коротких труб, на протяжении которых параболический профиль скорости не успевает сформироваться или процесс формирования его занимает значительную часть трубы. В этих случаях процесс теплообмена протекает в гидродинамическом начальном участке, т. е. при изменении профиля скорости по длине трубы. Этот вопрос представляет особый интерес еще и потому, что на протяжении некоторой части длины гидродинамического начального участка ламинарное течение сохраняется и при значениях Ке > Кекр. Так, например, при благоприятных условиях входа ламинарное течение сохраняется вплоть до значений Й е=10 . Конечно, с увеличением Ке длина участка, занятого ламинарным пограничным слоем, сокращается. [c.219]

Данное уравнение является основным для расчета Ар. Изменение давления по длине гидродинамического начального участка соответствует кривым, представленным на рис. 27. Длина начального участка пропорциональна числу Не и радиусу трубы Н (см. табл. 11). [c.62]

Длина теплового начального участка при наличии гидродинамической стабилизации на входе в трубу [c.420]

При течении жидкости (газа) в трубе различают гидродинамический начальный участок, т. е. участок от входа до некоторого сечения, и участок стабилизированного течения, расположенный за начальным участком. В гидродинамическом начальном участке профиль скорости изменяется по длине от профиля во входном сечении до полностью развитого профиля скорости. На участке стабилизированного течения профиль скорости остается полностью развитым, т. е. неизменным по длине (в случае постоянных свойств жидкости). При течении в обогреваемой (охлаждаемой) трубе в свою очередь различают термический [c.164]

При течении жидкости (газа) на начальном участке трубы от х=0 до х=1в.т или 1н.т (где Zh.t и Ih.v — длина термического и гидродинамического начальных участков) [c.165]

Аналогично тому как на пластине развиваются гидродинамический и тепловой пограничные слои, в трубе происходит наряду с гидродинамической и тепловая стабилизация. Если теплообмен начинается с самого начала трубы, то тепловой пограничный слой формируется одновременно с гидродинамическим. То поперечное сечение трубы, в котором тепловой пограничный слой заполняет всю трубу, отделяет тепловой начальный участок от участка стабилизированного теплообмена. Длина теплового начального участка может быть найдена по приближенному соотношению [c.266]

На основе представления о гидродинамическом начальном участке были получены зависимости, характеризующие распределение скоростей, напряжений и давлений как по длине, так и по сечению канала [134]. Поле скоростей для цилиндрических труб рассчитывается по формуле — ср [2(1 — + о)(%, тЩ), где (о(л , r/R)— функция, характеризующая приращение скорости. [c.61]

Гидродинамический начальный участок в турбулентном потоке имеет ряд характерных особенностей. Существует несколько методов анализа данного течения. Основной результат исследований сводится к определению поля осредненных скоростей и длины начального участка Ln.y. В ряде случаев принято считать, что длина н.у для турбулентного потока в круглой цилиндрической трубе составляет примерно 21 диаметр (для ламинарного течения — 40). [c.77]

Аналогично начальному участку гидродинамической стабилизации существует начальный участок тепловой стабилизации 1 . Качественный характер деформации эпюры температур на начальном участке тепловой стабилизации показан на рис. 2.39. Коэффициент теплоотдачи на начальных участках трубы уменьшается, так как вследствие увеличения толщины пограничного слоя растет его термическое сопротивление и падает градиент температуры. При турбулентном режиме течения ламинарный пограничный слой разрушается и коэффициент теплоотдачи увеличивается, затем стабилизируется при установившемся турбулентном режиме (рис. 2.40). На участках тепловой стабилизации коэффициент теплоотдачи принимает постоянное значение. Длина участка тепловой стабилизации при постоянной температуре стенки, при постоянных физических параметрах жидкости, при ламинарном режиме движения равна = 0,055 Ре и при турбулентном режиме / т = 50 d. [c.133]

Если жидкость поступает в трубу из большого объема и стенки трубы на входе несколько закруглены, распределение скорости в начальном сечении считают равномерным (рис. 8-1). При движении у стенок образуется гидродинамический пограничный слой, толщина которого постепенно нарастает. В достаточно длинных трубах на некотором-расстоянии от входа пограничный слой заполняет все поперечное сечение. При постоянных физических свойствах жидкости после заполнения устанавливается постоянное распределение скорости, характерное для данного режима течения. [c.200]

Таким образом, в зависимости от способа подвода жидкости к входному сечению канала и от числа Рейнольдса пограничный слой в этом сечении может иметь турбулентное или ламинарное течение с последующим переходом в турбулентный режим. В соответствии с этим изменяется и теплоотдача по длине трубы. Если труба короткая, то большая часть ее занята начальным участком с описанными выше сложными явлениями. В длинных трубах влияние этого начального участка невелико и основная часть находится в стабилизированной области, где теплоотдача с длиной трубы изменяется незначительно. Зависимость теплоотдачи от характера и величины гидродинамических возмущений в потоке жидкости широко используется для интенсификации процессов конвективного теплообмена в том случае, когда нельзя увеличить скорость (см. 3-12). [c.135]

При турбулентном течении теплоносителя в трубах длины начальных участков гидродинамической и тепловой стабилизации потока сравнительно малы 1 = 1 = (15—2Qi)d . В трубах с //> 60 среднюю теплоотдачу можно считать по формулам для установившихся режимов течения и теплообмена. [c.219]

Выбор рабочей части определяется главным образом типом исследуемой задачи. Если необходима длинная рабочая часть, то открытая рабочая часть не подойдет, поскольку с увеличением длины падает к. п. д. и усиливаются пульсации. Если необходимо исследовать короткие тела с большим поперечным сечением, наиболее подходящей может оказаться открытая рабочая часть, по крайней мере с точки зрения начальных затрат. В щелевой рабочей части можно испытывать длинные тела большого диаметра. Если необходимо проводить визуальные и особенно фотографические исследования, то открытые и закрытые рабочие части удобнее щелевых. Даже если щелевые стенки изготовлены из прозрачных стержней, они создают оптические искажения, поскольку еще не разработаны прозрачные материалы с таким же, как у воды, показателем преломления. Тем не менее принцип использования щелевых стенок, по-видимому, является перспективным, а щелевые рабочие части, возможно, будут самыми удобными для универсальных гидродинамических труб. Интересно, что щелевые стенки были исследованы с целью применения их в замкнутом канале со свободной поверхностью, предназначенном для испытания моделей судов [3]. [c.571]

Как показывают теория и опыт, характер течения жидкости вблизи входного сечения трубы существенно зависит от условий входа. Однако на достаточном удалении от входного сечения эта зависимость исчезает. Вдали от входа жидкость движется так, чтобы вектор скорости в каждой точке потока параллелен оси трубы . Такое течение, как уже отмечалось в 4-2, называется гидродинамически стабилизированным. Если труба достаточно длинная, то, начиная с некоторого расстояния от входа, течение всегда можно считать стабилизированным. В случае сравнительно коротких труб необходимо учитывать особенности течения в начальном участке (см. 5-4). [c.47]

Нужно заметить, что местные толщины гидродинамического и теплового пограничных слоев (6 и 6 ) могут не совпадать друг с другом (как будет показано ниже), и поэтому смыкание соответствующих слоев может происходить на разных расстояниях от входа в трубу. Так или иначе расчет теплоотдачи в длинных трубах существенно отличается от расчета, относящегося к коротким трубам, представляющим собой начальный участок длинных труб (участок стабилизации пограничного слоя), [c.106]

Заметим, что понятия процесса гидродинамической стабилизации и начального участка, которые мы рассмотрели на примере течения в круглой трубе, а также особенности гидродинамики на начальном участке и в стабилизированной области справедливы и для течения в каналах с любой формой поперечного сечения (если эта форма остается неизменной по длине канала). [c.108]

Пограничный слой при внутреннем течении. При течении в трубах также устанавливается пограничный слой, который на начальном участке заполняет все сечение трубы, после чего в зависимости от характера течения поток стабилизируется с соответствующим профилем скоростей w=f(y) (рис. 7.7). Начальный участок называется участком гидродинамической стабилизации. Длина [c.328]

Не делая каких-либо предположений о длине гидродинамического начального участка, определим прежде всего распределение скорости при полностью развитом ламинарном течении жидкости с постоянной вязкостью. В качестве исходного уравнения используем дифференциальное уравнение движения пограничного слоя при осесимметричном течении в круглой трубе (4-11). Очевидно, что при развитом профиле скорости Ur=0, (ди1дх)=0, и уравнение (4-11) упрощается [c.76]

Щина гидродинамического пограничного слоя становиФ-ся равной радиусу трубы, т. е. б=го- Таким образом, пограничный слой заполняет все сечение трубы и дальнейшее увеличение его толщины невозможно. Указанным поперечным сечением трубы заканчивается гидродинамический начальный участок и начинается участок стабилизированного течения. На участке стабилизированного течения профиль скорости остается неизменным. Длина гидродинамического начального участка может быть определена по приближенному соотношению [c.266]

При неизотермичеоком течении жидкости, когда вязкость и другие физические свойства не остаются постоянными, само понятие о длине гидродинамического начального участка нуждается в уточнении. В общем случае в качестве длины начального участка целесообразно принять то расстояние от входа в трубу, на котором пограничный слой, развивающийся на ее стенках, заполняет все сечение трубы и исчезает влияние начального распределения скорости. Из такого определения следует, что профиль око-,рости и коэффициент сопротивления за пределами начального участка при изотермическом движении остаются постоянными, а при неизотермическом движении могут изменяться по длине. В последнем случае полная стабилизация профиля скорости может наступить лишь после того, как произойдет полное выравнивание температуры но сечению потока. [c.143]

Длину теплового начального участка можно определить [31] при ламинарном течении жидкости с постоянными физическими параметрами и температурой на входе при постоянной температуре стенки 7 щ, = onst для гидродинамического стабилизованного движения в трубе по формуле т/<1 = 0,055Ре при турбулентном дви- женин = (1015)й. [c.188]

Жидкие металлы существенно отличаются по физическим свойствам от неметаллических жидкостей. Oihh имеют высокие температуры кипения при низких давлениях являются термически устойчивыми характеризуются высокой теплопроводностью, плотностью, а следовательно, и большой интенсивностью теплоотдачи. В отличие от неметаллических жидкостей в жидких металлах процессы молекулярной теплопроводности приобретают важную роль не только в пристеночной области, но и в турбулентном ядре потока. В предельном случае, когда X— оо, а числа Рг— 0, молекулярная теплопроводность становится основным способом переноса тепла, так как интенсивность конвективного теплообмена оказывается ничтожно малой. Температурное поле по поперечному сечению турбулентного -потока в жидких металлах имеет профиль, характерный для течения неметаллических жидкостей при ламинарном режиме в трубах (см. рис. 3-1). Поскольку в жидких металлах Рг -<1, то они характеризуются большой толщиной теплового пограничного слоя, см. уравнение (3-4)] и малой длиной начального участка тепловой стабилизации по сравнению с длиной начального участка гидродинамической стабилизации [см. уравнение (3-6)]. Малая длина участка тепловой стабилизации означает, что в жидких металлах наблюдаются значительные аксиальные температурные градиенты, которые могут иметь порядок величин, одинаковый с радиальными температурными градиентами, что в неметаллических жидкостях не имело места. Поэтому появляется необходимость учета переноса тепла за счет продольной молекулярной теплопроводности в жидких металлах при проведении как теоретических, так и экспериментальных исследований. [c.212]

Поданным работы 18], при предвключенном участке гидродинамической стабилизации длиной 11,2 диаметра С = 1,4. Приведенные нами измерения в трубе диаметром 51 мм показали, что вне зависимости от условий входа и уровня начальной турбулентности на участке гидродинамической стабилизации, начинающемся при //d > 15, величина критерия Кармана равна 4—5%. В соответствии с уравнением (6) при этом С = 1,4 -7-1,55, т. е. практически совпадает с величиной С, указанной в работе [8]. [c.80]

Теплообмен жидких металлов в трубах исследовался в ряде работ. Почти во всех экспериментальных работах длина начального участка была достаточна для установления полностью развитого профиля температуры l/d 10 -г 20), однако гидродинамической стабилизации потока в этих условиях не было. Только в [5] длина начального участка была достаточна l/d 220) для установления развитого профиля скорости. В этой работе изучался теплообмен сплава индий-галлий-олово в присутствии однородного продольного магнитного поля и впервые получено резкое изменение зависимости Nu = /(Ре), где Ре = PrRe - критерий Пекле, при переходе от ламинарного течения к турбулентному. Экспериментальные данные сопоставлялись с результатами расчетов, полученных с помощью модифицированной формулы Ван-Дриста, в которой учитывалось влияние магнитного поля. Недостатком таких расчетов является необходимость знания Re в каждом случае. [c.572]

Проверить применимость той или иной гидродинамической модели к расчету критических расходов двухфазных смесей в различных условиях истечения можно лишь путем широкого сопоставления результатов численных расчетов с экспериментальными данными не только по расходам, но и по профилям параметров потока вдоль канала. Обычно это сопоставление можно провести только по профилям давления вдоль канала (пример такого сопоставления см. рис. 7.10.6), так как измерения профилей других параметров потока вдоль канала практически отсутствуют. Отметим, что для длинных труб (L> ito) вариации начальных температур и скольжений в их реальном диапазоне на общую картину течения влияют слабо. Значительное влияние на формирование критических условий в выходном сечении трубы могут оказать начальные (на входе z = 0) относительный расход жидкости в пленке Хзо и средний радиус капель а . Эти параметры гораздо медленнее, чем К2, Кз, Тг, Тз, релаксируют к своим стабилизированным значениям. В результате при вариации х о и Яо темпы изменения параметров потока вдоль канала могут быть разными. [c.291]

Начальный учахток трубы. На входе в начальный участок поле скоростей практически равномерно (см. рис, 7.3). За счет трения жидкость у стенки трубы тормозится, а в области оси трубы ускоряется, так как расход жидкости вдоль трубы постоянен. В К01нце участка пограничный слой смыкается на оси, образуя параболический профиль скоростей, который в дальнейшем не изменяется. Длина начального участка, называемого участком гидродинамической стабилизации течения, определяется по эмпирической формуле [c.138]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...