Конвекция свободная ламинарная

При втором режиме 2 существует ламинарный пограничный слой и теплота переносится в основном вследствие свободной конвекции при ламинарном режиме движения жидкости. [c.181]

Интенсивность теплоотдачи зависит от многих факторов и в частности от вида конвекции (свободная или вынужденная), режима течения жидкости (ламинарный или турбулентный), физических свойств среды (плотности р, теплопроводности X, динамической вязкости (Г, массовой удельной теплоемкости с, коэффициента объемного расширения [c.94]

В этом параграфе будет рассмотрено свободное гравитационное течение для наиболее простых форм поверхности твердого тела (вертикальная плита, горизонтальный цилиндр) Предполагается, что объем жидкости настолько велик, что свободное движение, возникающее у других тел, расположенных в этом объеме, не сказывается на рассматриваемом течении. Как и при вынужденной конвекции, свободное движение жидкости может быть как ламинарным, так и турбулентным. [c.232]

Рис. 8.2. Расиределение температур около вертикальной плиты при свободной конвекции и ламинарном пограничном слое (на кривых указано число Рг) [1561,

Примером задачи, для которой уравнение скоростного пограничного слоя не будет автономным, а окажется связанным с уравнением температурного пограничного слоя, может служить задача о свободной ламинарной конвекции несжимаемой жидкости вблизи поверхности вертикальной пластинки бесконечной длины, но ограниченной нижней кромкой. Пластина поддерживается при постоянной температуре Гш температура окружающей среды вдали от пластинки равна Г . [c.491]

Во втором режиме перенос тепла в основном происходит вследствие свободной конвекции при ламинарном движении жидкости. [c.46]

Различают ламинарную и турбулентную свободные конвекции. При ламинарном движении частицы жидкости перемещаются, не перемешиваясь по своим траекториям, и в каждой точке среды скорость определенна. При турбулентном движении частицы жидкости перемещаются хаотически, неупрочненно, направление и величина скорости отдельных частиц непрерывно меняются. Скорость жидкости в каждой точке среды пульсирует. Поэтому при турбулентном течении обычно рассматривают среднестатистические значения скоростей и температур, используя осредненные уравнения движения и энергии. [c.195]

Ламинарная свободная конвекция 60 Ламинарный пограничный слой 109 [c.511]

При ламинарном движении большое значение приобретает естественная конвекция. Наличие ее меняет закон распределения скорости но сечению и интенсивность теплообмена. Если при ламинарном движении отсутствует естественная конвекция, то передача теплоты к стенкам канала осуш,ествляется только теплопроводностью. С появлением свободного движения теплота передается не только теплопроводностью, но н конвекцией. [c.429]

Характер движения жидкости и границы ламинарного и турбулентного режима в основном зависят от температурного напора А/ = — t . При малых значениях температурного напора вдоль всей поверхности будет преобладать ламинарное движение жидкости. При больших температурных напорах будет преобладать турбулентный режим движения. В развитии естественной конвекции форма тела играет второстепенную роль. Основное значение для свободного потока имеет длина поверхности, вдоль которой происходит теплообмен. [c.441]

Переход ламинарного режима течения в турбулентный для пограничного слоя, возникающего при свободной конвекции воздуха, происходит при критериях Грасгофа порядка Gr ==10 . [c.180]

Расчетные формулы, полученные аналитически для ламинарного пограничного слоя при свободной конвекции, не всегда точно совпадают с экспериментальными данными. Например, при малых значениях чисел Грасгофа (Gr < 10 ) результаты, полученные по формулам, не совпадают с экспериментальными данными, так как в этом случае толщина пограничного слоя слишком велика по отношению к размерам тела, и уравнения пограничного слоя оказываются непригодными для описания реальной физической обстановки. В этом случае необходимо решать полную систему дифференциальных уравнений Навье—Стокса, неразрывности и энергии без каких-либо упрощений. Эта задача весьма трудоемка. [c.180]

Формула для определения среднего по длине коэффициента теплоотдачи при вынужденном ламинарном движении жидкости в трубе, учитывающая влияние свободной конвекции и направление теплового потока, может быть представлена в виде [c.190]

Ламинарный режим. На перенос теплоты при вынужденном ламинарном движении жидкости в трубе влияет свободная конвекция. Наиболее сильное влияние свободная конвекция оказывает при следующих условиях вектор скорости вынужденного движения жидкости в вертикально расположенной трубе направлен вниз жидкость нагревается, при этом у внутренних повер№- [c.317]

Для ламинарного течения в вертикальных трубах при противоположных направлениях вынужденной и свободной конвекций у стенки согласно формуле, предложенной Б. С. Петуховым, [c.223]

Рис. 1.15. Местная теплоотдача при свободной конвекции на вертикальной поверхности при ламинарном (/) и турбулентном (2) режимах

Свободная конвекция около горизонтальной трубы обычно происходит при ламинарном режим[е, так как по-, верхность имеет небольшую протяженность по высоте. Среднюю теплоотдачу рассчитывают по формуле [c.45]

При малых скоростях движения жидкости и больших перепадах температур теплота переносится как за счет естественной, так и вынужденной конвекции. Если скорости движения велики, а температурные перепады незначительны, то влияние свободной конвекции на суммарный теплообмен также незначительно. Интенсивность теплоотдачи конвекцией зависит от характера течения жидкости в пограничном слое. При ламинарном режиме течения жидкости, когда линии тока параллельны теплоотдающей поверхности, интенсивность теплоотдачи невелика, слабо зависит от скорости течения жидкости и сильно изменяется при изменении теплофизических свойств теплоносителя. [c.131]

Расчет теплоотдачи по формуле (15.10) производится для так называемого вязкостного течения — разновидности ламинарного режима с преобладающим влиянием сил вязкого трения и несущественным влиянием свободной конвекции (подробнее см. 56). [c.379]

Структура пограничного слоя при свободной конвекции вдоль нагретой поверхности (она может быть наклонной или криволинейной) аналогична структуре пограничного слоя при вынужденном обтекании плоской поверхности в том отношении, что имеются ламинарный, турбулентный и переходный участки. На ламинарном участке местный коэффициент теплоотдачи уменьшается вдоль поверхности, в области турбулентного пограничного слоя а не изменяется (рис. 15.6,6). [c.394]

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]

В области переходного режима 2300 < Re < 1 большое влияние на теплообмен оказывает, как и при ламинарном движении, свободная конвекция. В настоящее время не имеется достаточно удовлетворительных методик расчета теплоотдачи в переходном режиме. Приближенно коэффициент теплоотдачи в этой области может быть оценен по данным рис. 2.42. Максимальное значение а соответствует турбулентному течению [уравнение (2.277)], наименьшее значение а может быть рассчитано по уравнению (2.272). [c.186]

Из кривых, приведенных на рис. 27.4, следует, что в переходной области, как и при ламинарном течении, большое влияние на теплообмен оказывает естественная конвекция чем больше число Грасгофа Gr, характеризующее интенсивность свободного движения, тем больше значение комплекса /( , а следовательно, и коэффициента теплоотдачи а. По мере возрастания скорости вынужденного течения интенсивность перемешивания жидкости возрастает и влияние свободной конвекции ослабевает. При развитом турбулентном течении свободное движение на теплообмен практически не оказывает влияния (на рис. 27.4 при Re >10 000 все кривые слились в одну линию). [c.341]

При ламинарном потоке жидкость движется несмешивающимися геометрически подобными струями, при турбулентном поток пронизывается хаотически движущимися вихрями и жидкость перемешивается. Чем больше турбулентность, тем интенсивнее перемешивается жидкость, однако температура теплоносителя по сечению практически постоянна и поэтому роль свободной конвекции, зависящей от разности температур, заметного влияния на теплоотдачу не оказывает. [c.163]

Закон теплоотдачи при свободной конвекции изменяется при достаточно больших значениях числа Gr независимо от размеров тела. Физически это изменение связано с тем, что ламинарный характер течения около поверхности нагрева в целом нарушается и возникает так называемая тепловая турбулентность. Пр и этом режиме течения около поверхности существует вязкий слой, с внешней стороны которого срываются турбулентные вихри. Характер движения жидкости становится в среднем (статистически) одинаковым для различных частей поверхности теплообмена, и коэффициент теплоотдачи перестает зависеть от размеров тела. Это описывается формулой [c.220]

Состояние учения о свободной конвекции в настоящее время таково, что многие стационарные задачи имеют точные или приближенные аналитические решения. Среди аналитических работ преобладают исследования ламинарных потоков, возникающих при свободной конвекции. Труднее математической обработке поддаются вопросы свободной конвекции при турбулентном течении в пограничном слое. В этом случае, как и в случае ламинарного режима, для описания теплообмена в условиях свободной конвекции применяются методы теории подобия с широким использованием эксперимента. Изучение вопросов нестационар- ной свободной конвекции имеет также большое значение. Одним из важнейших вопросов теории нестационарного теплообмена в условиях свободного движения является вопрос о влиянии вибраций на конвективные процессы. Вибрационный эффект, создаваемый или перемещением нагретой поверхности в окружающей среде или подводом возмущений в виде акустических или других периодических колебаний к самой среде, может изменить теплоотдачу в несколько раз. Такое изменение теплоотдачи позволяет качественно по-другому подходить к решению новых задач в условиях естественной конвекции, и в настоящее время обширные исследования посвящены этому вопросу. Получить общее аналитическое решение задачи не всегда удается, поэтому большинство работ посвящено экспериментальному и аналитическому исследованию частных случаев. [c.143]

Классическое рассмотрение задач свободной конвекции основано на решении задач первого случая, т. е. задач, когда тело располагается в жидкости бесконечного объема. Движение жидкости наблюдается только у поверхности тела. Изменение полей скоростей и температур сосредоточено у поверхности в очень тонких пограничных слоях. Поэтому аналитические задачи решаются для пограничных слоев. Соотношение между размерами теплового и динамического пограничных слоев определяется числом Прандтля. При Рг = 1 в ламинарном пограничном слое 6т = б, а при Рг > 1 < б. При рассмотрении задач свободной конвекции толщину динамического пограничного слоя необходимо определять с учетом массовых сил. [c.144]

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]

Аналитические и экспериментальные исследования естественной конвекции при колебаниях посвящены частным вопросам. Аналитические решения относятся в основном к задачам исследования ламинарной свободной конвекции у бесконечной вертикальной поверхности, колеблющейся в среде неограниченного 148 [c.148]

Задача о влиянии поперечных и продольных колебаний стенки на ламинарный пограничный слой при свободной конвекции сводится к решению уравнений (334) и (341) с известными граничными условиями. [c.152]

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]

Предлагаемый здесь метод расчета процессов переноса в молекулярно-вязкостном потоке в условиях вынужденной конвекции при ламинарном режиме основац на использовании критериальных уравнений для континуума и обобщенных уравнений для коэффициентов молекулярного переноса [Л. 89, 911. Получаемые с помощью этого метода расчетные соотношения асимптотически переходят в известные решения для континуального (вязкостного) и свободно-молекулярного течения и дают результаты, согласующиеся с опытными данными для скользящих дозвуковых и сверхзвуковых потоков. Таким образом, излагаемый ниже метод позволяет по одним и тем же уравнениям рассчитывать перенос для континуума, скользящего и свободно-молекулярного потока. [c.208]

Авторы работ [24, 25] использовали соответственно метод единичного возмущения и приближенный интегральны - метода для исследования влияния излучения на теплробмен при свободной ламинарной конвекции на вертикальной пластине, а в [26] использован метод разложения по собственным функциям для получения точного решения этой задачи с учетом рассеяния. [c.525]

Число и объем теоретических и экспериментальных исследований в области вынужденной и естественной конвекции постоянно увеличиваются благодаря применению электронной вычислительной техники. В книге Успехи теплопередачи приводятся некоторые решения установившейся свободной конвекции при ламинарном и турбулентном движении среды около вертикальной пластины и цилиндра [87]. Решения выполнены для классической задачи (постоянная температура поверхности тела, постоянство теплофизических свойств среды) методом интегриро- [c.14]

Примером задачи, для которой уравнение скоростного пограничного слоя не будет автономным, а окажется связанным с уравнением температурного пограничного слоя, может служить задача о свободной ламинарной конвекции несжимаемой жидкости вблизи поверхности вертикальной пластины бесконечной длины, но ограниченной нижней кромкой. Пластина поддерживается при постоянной температуре 7 , температура окружак)щей среды вдали от пластины равна Гоо. Движение в пограничном слое вызывается в данном случае наличием подъемной (архимедовой) силы, удельное (отнесенное к единице массы) значение которой может быть представлено в форме [c.661]

Расчетные формулы, применяемые в настоящее время в инженерной практике, представляют собой соответствующие частные случаи общего критериального уравнения (14.23). Экспериментальные исследования вынужденной конвекции при ламинарном течении теплоносителей показали, что возможны два режима движения—вязкостный и вяз-косгно-гравитационный. Первый наблюдается в случае преобладания-сил вязкости над подъемными силами. При втором режиме учитывают эти силы. Наличие естественной конвекции турбулизирует поток и усиливает перенос теплоты. При этом наибольшая турбулизация наблюдается при вертикальном положении стенки и противоположных направлениях свободного и вынужденного движений жидкости. Критерием, по которому различают указанные два режима, является зна-ченз1е произведения Gr Рг. При Gr Рг > 8 10 режим течения вязкостно-гравитационный, и оценку среднего коэффициента теплоотдачи при этом режиме можно дать по формуле [2] [c.246]

Вязкостны м называется такой ламинарный режим ны-куждениой конвекции, nj котором можно пренебречь влиянием свободной конвекции. Вязкостный режим наблюдается при небольших перепадах темне атур и высокой вяз1(ости среды, ксгд [c.90]

Ламинарный режим. На процесс переноса теплоты при вынужденном ламинарном движении жидкости в трубе влияет свободная конвекция. Наиболее сильное влияние свободная конвекция оказывает при следующих условиях вектор скорости вынужденного движения жидкости в вертикально расположенной трубе направлен вниз жидкость нагревается, при этом у внутренних поверхностей стенки может возникнуть свободная конвекция, что приведет к тур-булизации пристенного слоя и, следовательно, к интенсификации теплоотдачи. [c.190]

Теплоотдача при пленочном кипении в условиях свободной и вынужденной конвекции жидкости. Рассмотрим процесс теплоотдачи при пленочном кипении жидкости на вертикальной пластине для услсви11 ламинарного течения пленки пара. [c.269]

При ламинарном режиме течения (Red=a>d/v<2200) в общем случае на теплоотдачу при вынужденном движении оказывает влияние свободная конвекция, что и учитывается в (10.9) введением в число независимых аргументов критерия Сг. Однако влияние свободной конвекции на теплоотдачу ощущается лишь в том случае, когда имеет место так называемый вязкостногравитационный режим течения теплоносителя (GrPr S-10 ). [c.136]

Re = ---число Рейнольдса, выражающее меру отношения сил инерции движущегося теплоносителя к внутренним силам вязкости и условия перехода от ламинарного режима течения к турбулентному v - кинематическая вязкость F =FLjU - безразмерные массовые силы (например, сила тяжести теплоносителя pFi = pg s m в, где g — ускорение свободного падения, в — угол наклона потока теплоносителя относительно горизонта или объемная архимедова сила в случае свободной конвекции жидкости F = АТ, где р - термический коэффициент расширения жидкости, ЛТ - избыточная температура и др.) точка означает дифференцирование по времени t, причем t = tKLjU )-, индекс после запятой означает дифференцирование по соответствующей координате (г,/ = 1,2,3) [c.91]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...