Жидкости Течение турбулентное — Теплоотдача

При дальнейшем увеличении скорости течения структурных жидкостей устанавливается турбулентный режим движения. Результаты отечественных и зарубежных исследований достаточно подробно приводятся в книгах [ 14, 35, 47]. Коэффициент теплоотдачи при движении и теплообмене вязкопластичных жидкостей можно определять из уравнений подобия, применяемых для характеристики теплообмена ньютоновских жидкостей. Только в этом случае при вычислении чисел подобия вместо динамической вязкости ц следует вводить эффективную вязкость т]. Тогда выражения чисел подобия примут следующий вид [c.305]

Участок стабилизованного теплообмена. Турбулентный режим. Теплоотдача при течении в трубах круглого сечения достаточно хорошо изучена экспериментально, так как этот процесс является наиболее характерным для многих теплообменных устройств. Исследования показали, что число Nu для вынужденной конвекции в трубах зависит от чисел Рейнольдса и Прандтля, от качества внутренней поверхности стенок (шероховатость), от изменения свойств переноса (X, ja, с) под влиянием температуры, от изменения плотности жидкости под влиянием температуры или давления. [c.188]

При вынужденном течении кипящей жидкости в трубах интенсивность теплоотдачи зависит от соотношения турбулентных возмущений, вызываемых процессом парообразования и самим движением жидкости. [c.201]

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]

Турбулентное течение 624 --жидкости в круглых трубах —Теплоотдача—Расчетные формулы 216 Турбулентный пограничный слой несжимаемой жидкости 688 Турбулентный поток — Области 628 Турбулентный режим 627 [c.734]

Организованное движение жидкости может повысить интенсивность теплоотдачи при кипении. Степень этого влияния скорости течения жидкой фазы зависит от соотношения турбулентных возмущений, вызываемых организованным движением жидкости и собственно процессом парообразования. При достаточно большой плотности теплового потока интенсивность теплоотдачи практически перестает зависеть от скорости организованного движения жидкости, поскольку конвективный перенос в пристенной области определяется практически целиком развивающимся в ней процессом парообразования. В этом случае законы теплоотдачи в циркулирующей кипящей жидкости не отличаются от законов, установленных выше для кипения при свободной конвекции. [c.354]

Рассмотрим влияние основных режимных параметров — давления, массовой скорости и пар о содержания для указанных выше видов кризиса теплоотдачи. С изменением давления меняется плотность фаз, сила поверхностного натяжения, вязкость и т. д., что сказывается на параметрах парообразования и толщине граничного кипящего слоя. Различная скорость потока обусловливает разный градиент скорости в слое. Это оказывает влияние на размеры отрывающихся пузырьков пара и интенсивность эвакуации их в ядро течения. Турбулентные пульсации, также зависящие от средней скорости течения, определяют интенсивность диффузии капель из ядра и срыва жидкости с пленки. С изменением энтальпии потока меняется скорость, влагосодержание и интенсивность обмена жидкостью между ядром потока и пристенным слоем. " [c.120]

На рис. 5 в координатах, Nu = /(Pe) приведено сопоставление расчетов и экспериментальных данных по теплоотдаче к высокотеплопроводным жидкостям при турбулентном течении ртути [Л. 9, 10], сплава калий-натрий [Л. 16] и натрия [Л. 17]. Эти опыты, по-видимому, отвечают условиям, когда термическое сопротивление контакта на границе стенка — жидкость мало. Поэтому сопоставление этих данных с теоре- [c.442]

Организованное движение жидкости может повысить интенсивность теплоотдачи при кипении. Степень этого влияния скорости течения жидкой фазы зависит от соотношения турбулентных возмущений, вызываемых организованным движением жидкости и собственно процессом парообразования. При достаточно большой плотности теплового потока интенсивность теплоотдачи практически перестает зависеть от скорости организованного движения жидкости, поскольку конвективный перенос в пристенной области определяется практически целиком развивающимся в ней процессом парообразования, [c.414]

Из (12) и (18) видно, что фононное контактное теплосопротивление определяется соотношением между плотностями и скоростями звука в рассматриваемых средах. В приведенных расчетах нигде не фигурирует скорость потока жидкого металла и параметры, характеризующие режим его течения. Известно, что теплоотдача при вынужденной конвекции жидкости может быть выражена соотношением между безразмерными критериями Нуссельта, Рейнольдса и Прандтля, т. е. интенсивность теплообмена будет определяться и скоростью потока жидкости. Однако специфика жидких металлов заключается в том, что они имеют очень низков значение числа Прандтля по сравнению со всеми другими жидкостями [9]. Поэтому для них передача тепла турбулентной конвекцией отступает на второй план по сравнению с чрезвычайно высоким коэффициентом теплопроводности. А так как основное термическое сопротивление находится при этом в узком пристеночном слое, в котором тепло переносится к жидкому металлу или от него за счет обычной теплопроводности, то тем самым правомерность предпринятого рассмотрения жидкого металла как неподвижного при расчете контактного теплосопротивления получает достаточное обоснование. При решении же гидродинамической задачи о нахождении коэффициента теплообмена между жидким металлом и твердой стенкой учет режима течения обязателен. [c.13]

Кипение при вынужденной конвекции. При вынужденном течении кипящей жидкости в трубах интенсивность теплоотдачи зависит от соотношения коэффициентов турбулентного переноса, вызываемых процессом кипения и движением жидкости. При небольших скоростях потока теплоотдача определяется процессом парообразования. При больших скоростях движения жидкости теплообмен определяется законами турбулентного движения а В зависимости от соотношения коэффициента теплоотдачи [c.523]

С увеличением толщины теплового пограничного слоя при ламинарном течении жидкости у поверхности пластины интенсивность теплоотдачи уменьшается. В переходной зоне общая толщина пограничного слоя продолжает возрастать, однако значение а при этом увеличивается, потому что толщина ламинарного подслоя убывает, а в образующемся турбулентном слое тепло переносится не только теплопроводностью, но и конвекцией вместе с перемещающейся массой, т. е. более интенсивно. В результате сум-.марное термическое сопротивление теплоотдачи убывает. [c.80]

Расчет теплоотдачи при турбулентном режиме течения в трубах н каналах несжимаемой жидкости с числами Рг>0,7 можно производит , по следующей формуле [13] [c.84]

Как изменится коэффициент теплоотдачи при турбулентном режиме течения жидкости в трубе, если скорость жидкости возрастет соответственно в 2 и 4 раза, а диаметр трубы и средине температуры жидкости и стенки останутся неизменными [c.85]

Для жидкостей с числами Рг 0,7 теплоотдача при турбулентном течении в каналах некруглого сечения может быть приближенно рассчитана по формуле (5-7) с введением в качестве определяющего размера эквивалентного диаметра. Следовательно, [c.95]

Средний коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности стенки при турбулентном режиме течения капельных жидкостей и газов в каналах кольцевого сечения может быть рассчитан по следующей формуле [4] [c.96]

При турбулентном течении жидкость в потоке весьма интенсивно перемешивается и естественная конвекция почти не оказывает влияния на теплоотдачу. Температура жидкости по сечению ядра практически постоянна. Большое изменение температуры наблюдается только в пограничном слое. При нагревании жидкости интенсивность теплоотдачи выше, чем при охлаждении. Эта зависимость хорошо учитывается отношением [c.430]

При турбулентном течении жидкости в изогнутых трубах — змеевиках вследствие центробежного эффекта в поперечном сечении трубы возникает вторичная циркуляция, наличие которой приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи. Расчет теплоотдачи в змеевиках следует вести по уравнениям для прямой трубы (27-8) — (27-9), но полученное значение коэффициента теплоотдачи следует умножить на поправочный коэффициент 83 , = 1 -f 3,6 d/D, где d — диаметр трубы, а D — диаметр спирали. [c.431]

Теплоотдача от жидкости к пластине определяется характером течения рабочего тела вдоль поверхности. Около пластины образуется пограничный слой, в котором движение может быть как ламинарным, так и турбулентным. Однако и при турбулентном пограничном слое у стенки имеется тонкий ламинарный подслой, представляющий собой главное термическое сопротивление. [c.431]

При движении жидкости относительно сферы локальный коэффициент теплоотдачи зависит от местных профилей скорости и температуры, а также отрыва потока. Все переменные, характеризующие поле течения, такие, как турбулентность, разреженность, переменные свойства жидкости и излучение, оказывают влияние также и на теплообмен. Суммарный тепловой поток зависит от поля течения, а также положения и существования областей отрыва [369, 528]. [c.37]

В настоящее время разработаны и успешно применяются численные методы-решения многих теплофизических задач расчет температурного состояния-твердых тел, температурных полей в потоках жидкости и газа, в жидких и газовых прослойках, заключенных в неподвижные или вращающиеся полости исследование закономерностей движения теплоносителя с целью выявления механизма процессов теплообмена исследование структуры пограничного слоя, теплообмена и трения на твердой поверхности и т. п. Одним из наиболее успешно развивающихся направлений использования математического эксперимента в теплофизических исследованиях является изучение закономерностей тепломассообмена и трения в потоках жидкости и газа с использованием теории пограничного слоя. Поэтому в качестве примера рассмотрим более подробно основные этапы математического эксперимента по исследованию сопротивления трения и теплоотдачи турбулентного потока к твердой поверхности. Ограничим задачу случаем стационарного течения несжимаемой жидкости с постоянными теплофизическими свойствами около гладкой плоской поверхности (в общем случае проницаемой). [c.66]

Из других допущений, используемых в анализе Нуссельта, существенным оказалось предположение о неизменности вязкости и теплопроводности жидкости в поперечном сечении пленки. Соответствующая поправка приводится в [13]. Там же дается методика расчета теплоотдачи при конденсации в случае турбулентного течения пленки. [c.179]

При турбулентном течении жидкости по каналам некруглого сечения (прямоугольного, треугольника) и продольном смывании труб средний коэффициент теплоотдачи М. А. Михеев рекомендует определять по формуле (19.37) 30]. За определяющий размер в этом случае принимается эквивалентный диаметр [c.303]

При движении жидкости в изогнутых трубах и змеевиках за счет действия центробежных сил в поперечном сечении возникает вторичная циркуляция, приводящая к сложному течению по винтовой линии (рис. 19.11). Центробежный эффект увеличивает теплоотдачу он наблюдается как при ламинарном, так и турбулентном режимах движения. [c.303]

Теплоотдача. Выясним, можно ли применять гидродинамическую теорию теплообмена для исследования теплоотдачи при турбулентном течении в трубе. Для этого исследуем теплоотдачу в трубе при турбулентном течении жидкости с помощью уравнений для турбулентного пограничного слоя. При стабилизованном тече- [c.147]

При ламинарном течении пленки теплота переносится только молярной теплопроводностью, а при турбулентном еще и вследствие турбулентных пульсаций. Ранее уже отмечалось (гл. 7), что теоретическое определение коэффициента теплоотдачи при турбулентном режиме течения жидкости пока невозможно поэтому расчетные зависимости составляют на основе экспериментальных данных. Ниже приводится формула для определения среднего коэффициента теплоотдачи при конденсации в условиях турбулентного режима течения жидкой пленки [17] [c.256]

Коэффициент теплоотдачи а определяют три группы факторов. Во-первых, геометрические факторы, связанные с конфигурацией системы конвективного теплообмена течение жидкости вдоль плоской поверхности, поток в трубе (или в продольных межтрубных каналах), поперечное обтекание труб и трубных пучков и т. д. Во-вторых, гидродинамические факторы, обусловленные прежде всего наличием двух режимов течения — ламинарного (при малых значениях числа Не) и турбулентного (при больших значениях числа Ке). Механизм теплообмена в двух этих случаях существенно различен. Кроме того, в пределах каждого режима течения имеется связь коэффициента теплоотдачи а со скоростью потока, качественно одинаковая для обоих режимов — при возрастании скорости потока коэффициент а увеличивается. Однако количественные характеристики для ламинарного и турбулентного режимов различны. [c.315]

Рис. 2.36. Локальная и средняя теплоотдача пластины при турбулентном течении жидкости

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]

Рис. 2.40. Изменение локального коэффициента теплоотдачи по длине трубы при турбулентном течении жидкости

Теплоотдача при вынужденном движении жидкости вдоль плоской поверхности. При движении жидкости вдоль плоской поверхности профиль распределения продольной скорости поперек потока изменяется по мере удаления от передней кромки пластины. Если скорость в ядре потока и о, то основное изменение ее происходит в пограничном слое толщиной б, где скорость уменьщается от vvo до и,. = О на поверхности пластины. Течение в пограничном слое может быть как ламинарным, так и турбулентным. Режим течения определяется критическим значением критерия Рейнольдса, нижний предел которого для ламинарного пограничного слоя равен Re p = 8 Ю , а при Re > 3 10 вдоль пластины устанавливается устойчивый турбулентный режим течения. При значениях 8 10 < Re < 3 10 режим течения — переходный (рис. 2.30). [c.170]

При вынужденном движении парожидкостной смеси внутри труб течение пара в пленке обычно турбулентное. В этом случае задача решается с использованием физической модели теплоотдачи однофазной жидкости. Для воды в диапазоне давлений от 4 до 20 МПа может быть рекомендована формула 3. Л. Миропольского [c.202]

При первом режиме теплоотдача слабо зависит от произведения ОгРг и теплота в основном передается теплопроводностью. При втором режиме теплоотдачи теплота передается в основном свободной конвекцией при ламинарном течении жидкости. При третьем режиме теплоотдачи теплота передается свободной конвекцией при смещанном и турбулентном течении. [c.311]

Интенсивность теплоотдачи как для гладких, так и для профильных труб определяется характером течения жидкости (ламинарный, турбулентный). При использовании зависимостей, рекомендуемых для определения коэффициента теплоотдачи при нагревании жидкостей, необходимо учитывать, что рабочей средой является морская вода и поэтому в расчет должны вводиться ее теплофнзические константы, приведенные в приложении [44]. [c.144]

При Re >ReKp режим течения жидкости в пограничном слое турбулентный и расчетная зависимость для локального коэффициента теплоотдачи имеет вид [c.84]

Входящая в выражение (5.112) величина локального коэффиш5ентз теплоотдачи на выходе канала зависит от расхода теплоносителя в виде некоторой степенной функции а = ( /Go) . Форма этой зависимости определяется соответствующим критериальным уравнением теплообмена. Например, для турбулентного течения в гладком канале для жидкости получаем [c.125]

Высокая объемная удельная теплоемкость твердых частиц, или капель жидкости в составе многофазных систем по сравнению с газом, а также потребность в высоких коэффициентах теплоотдачи в газоохлаждаемых реакторах определили интерес к теплообмену смесей газ — твердые частицы при течении их по трубам. Теоретический анализ теплообмена таких смесей при турбулентном течении в трубах принадлежит Тьену [808, 809]. Он основан на результатах экспериментальных исследований систем газ — твердые частицы [212, 687], жидкие капли — газ [393] и жидкость — твердые частицы [676]. Анализ Тьена правомерен для следующей упрощенной модели [c.169]

Рассмотрим процесс поперечного обтекания одиночной цилиндрической трубы потоком жидкости (рис. 17.7). Плавное обтекание цилиндра возможно только при малых скоростях потока — при Re < 5. При всех значениях Re > 5 наблюдается отрыв потока от стенки трубы и образование в кормовой части двух симметричных вихрей, которые с увеличением скорости потока вытягиваются по течению, удаляясь от трубы. Ламинарный пограничный слой, образующийся на лобовой части по обе стороны от точки О, ирн 5 < Re < 2-10 отрывается от поверхности трубы в точке а, характеризующейся углом ф 82° (рис. 17.7, а). Увеличение толщины пограничного слоя от минимального в точке О до максимального в точке отрыва а приводит к увеличению термического сопротивления и уменьшению коэффициента теплоотдачи а. Коэффициент а имеет максн.мальное значение в точке О, минимальное — в точке отрыва а. В кор.мовой части значения а вновь увеличиваются за счет разрушения пограничного слоя и образования вихрей, турбулизирующих поток. При значительных числах Рейнольдса (Re > 2-10 ) ламинарный пограничный слой переходит в турбулентный (точка Ь на рис. 17.7, б) и место отрыва от трубь перемещается по потоку (точка а). Это приводит к улучшению обтекания цилиндра (ср 120") и уменьшению вихревой зоны. [c.191]

Если турбулентный пограничный слой развит на всей плоской поверхности, то коэффициент теплоотдачи монотонно уменьшается от начала до конца пластины (рис. 19.3). При смешанном течении жидкости по плоской поверхности закономерность изменения а имеет другой вид с характерными экстремальными значениями и явно выделенным переходным участком, ограниченным координатами Хкр и Хкр2. В этом случае средний коэффициент теплоотдачи определяется отдельно для участков с различными режимами течения. [c.294]

Теплоотдача при вынужденном течении жидкости в трубах, помимо других факторов, в значительной мере определяется режимом движения. При Ре<Рекр1 = 2000 режим движения в трубах ламинарный, при Не Рекр2 = 10 — турбулентный, при 2000< Ке< 10 — переходный. Движение и теплоотдача в трубах протекают сложнее по сравнению с движением и теплоотдачей при внешнем омывании тел. [c.298]

Длину участка тепловой стабилизации при ламинарном течении жидкости с постоянными теплофизическими свойствами и температурой на входе i = idem) для гидродинамически стабилизированного движения можно определить по формуле /нт/й = 0,055 Ре, при турбулентном движении /нт= (10ч-15) . Теплообмен в потоке несжимаемой жидкости описывается системой уравнений (17.14) (17.20) (17.22) и уравнением теплоотдачи. [c.300]

Переходя к изучению турбулентного пограничного слоя в сжимаемой жидкости, отметим следующее современные знания о механизме турбулентного переноса количества движения и теплоты недостаточны для того, чтобы аналитически определить трение (т. е. коэффициент трения j) и теплообмен (т. е. коэфф1щиент теплоотдачи ос). Поэтому во всех созданных методиках расчета в той или иной форме используются экспериментальные данные. Ранее, в гл. 7, уже отмечалось, что для математичес у0Г0 исследования турбулентного движения целесообразно разложить его на осредненное и пульсационное движения. В турбулентном течении сжимаемой жидкости происходят пульсации скорости, давления, плотности и температуры. [c.217]

При моделировании не всегда удается выполнить все условия подобия из-за того, что некоторые из них трудно осуществить на практике или они оказываются несовместимыми. Например, если в каком-либо процессе течения критериями подобия являются числа Рейнольдса и Фруда (Рг =гю /(д1)) и в качестве модельной жидкости используется натурная жидкость, то модель должна в точности совпадать с оригиналом (моделирование, как таковое, теряет смысл). Это следует из того, что одновременное выполнение равенств а о/о=дам/м и ш о//о=йу //м невозможно, если 1оф1ж- В таком случае следует проанализировать, существенно ли влияние некоторых условий подобия на конечный результат, и идти по пути приближенного моделирования. Так, при турбулентном течении жидкости характер граничных условий в ряде случаев не оказывает существенного влияния на теплоотдачу тогда отпадает необходимость в точном выполнении второго условия подо [c.90]

Перейдем к рассмотрению теплоотдачи при турбулентном движении жидкости в трубе. Развитый турбулентный режим течения в трубе осуществляется при Re lOOOO. В диапазоне 2300Re1 O в трубе наблюдается переходный режим течения — неустойчивый режим, характеризующийся сменой ламинарного и турбулентного потока. Такое состояние характеризуется так называемым коэффициентом перемежаемости, O io l, представляющим собой относительное время существования турбулентного потока величина 1—со приходится на долю ламинарного потока. Надежные рекомендации по расчету теплоотдачи при переходном режиме пока не разработаны. Поэтому возможны лишь оценки по минимальному и максимальному коэффициентам теплоотдачи для ламинарного и турбулентного режимов соответственно с учетом коэффициента перемежаемости. [c.386]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...