Коэффициент переноса ламинарный

Изложим подход, основанный на введении полных коэффициентов переноса учитывающих одновременно и молекулярный и молярный переносы во всей пристеночной области. Ограничимся вначале рассмотрением только уравнения сохранения количества движения. Рассмотрим полную вязкость турбулентного потока, являющуюся суперпозицией молекулярной (ламинарной) вязкости и молярной (турбулентной) вязкости. Очевидно, вблизи стенки полная вязкость должна переходить в молекулярную вязкость, вдали от стенки — в турбулентную вязкость. Учитывая это, определим полную вязкость формулой [c.47]

Основная трудность создания теории турбулентного движения заключается в невозможности получения замкнутой системы уравнений, т. е. в невозможности выразить компоненты тензора турбулентных напряжений (XI.44) через осредненные скорости движения. Как показано ранее, по аналогии с ламинарными потоками вводят коэффициенты переноса при турбулентном движении, складывающиеся из коэффициентов молекулярного и молярного или турбулентного переносов. [c.327]

Следует отметить также, что выписанные выше системы уравнений справедливы только для ламинарных течений, т. е. при Ке <С Ке, где Ке — верхнее критическое число Рейнольдса, такое, что при Ре > Ре.,, реализуется турбулентный режим течения. Этот режим течения характеризуется неупорядоченностью траекторий частиц, в результате чего для установившихся турбулентных течений, вообще говоря, невозможно ввести понятие линии тока. Для турбулентных течений уже нельзя использовать обычные коэффициенты переноса молекулярных признаков, так как механизм переноса импульса и энергии здесь принципиально иной (см. 7.9). [c.381]

Уравнения многокомпонентного ламинарного пограничного слоя Коэффициенты переноса. Параметры подобия [c.33]

По аналогии с уравнениями для ламинарного движения вводят понятия о турбулентных коэффициентах переноса турбулентной вязкости и турбулентной теплопроводности >.т [c.89]

Это уравнение справедливо и для ламинарного течения, если Ятг=Л,т2 = 0. Здесь X — коэффициент теплопроводности А,тг, Ят2 — турбулентные коэффициенты переносе тепла в радиальном и осевом направлении г, 2 — цилиндрические координаты Го — внутренний радиус трубы, Ср — удельная теплоемкость Y — плотность w — скорость в направлении z. [c.101]

При экспериментальном определении зависимости гидравлического сопротивления неподвижного плотного слоя от скорости фильтрации действительно наблюдается сначала прямая пропорциональность (примерно до Re=10), соответствующая так называемой ламинарной фильтрации, затем наступает переходный режим и, наконец, при Re порядка 7 ООО закон сопротивления становится квадратичным (АР йу ф). Можно считать, что тогда силы вязкости пренебрежимо малы по сравнению с возросшими инерционными, и есть основание называть этот режим турбулентной фильтрацией. Но о турбулентном потоке текучего и соответствующих коэффициентах переноса при фильтрации можно говорить лишь для промежутков между соседними зернами, но не для всего сложного канала , которым является плотный слой, взятый в целом. [c.22]

Исходным дифференциальным уравнением вновь является уравнение (9-9), однако производная в правой части теперь уже не является постоянной величиной или функцией только координаты л , как при стабилизированном профиле температуры. По существу задача аналогична соответствующей задаче для ламинарного течения, рассмотренной в гл. 8. Уравнение (9-9) можно выразить в той же системе координат х+, г+. Только коэффициент переноса тепла (ет + а) теперь не постоянен, а зависит от чисел Рейнольдса и Прандтля. Ясно, что при заданных граничных условиях мы получим не одно решение, а семейство решений. [c.226]

Наиб, очевидной и подчас технически наиб, важной особенностью турбулентного течения жидкости является существенно больший ло сравнению с ламинарным перенос вещества, импульса и энергии. В др. средах Т., как правило, также приводит к интенсификации переноса явлений, хотя физ. механизмы аномально высоких коэффициентов переноса в разных средах, естественно, различны. В частности, именно обнаружение в кон. 40-х гг. аномальной диффузии плазмы поперёк магн. поля, связанной с пульсациями электрич. поля, послужило началом проникновения понятия Т. в физику плазмы. [c.180]

Из-за отсутствия точных решений задачи о трении, теплообмене и массообмене при вдуве инородных газов в турбулентный пограничный слой нельзя использовать определяющие температуру и концентрацию для получения аналитическим путем данных по коэффициентам переноса и восстановления температуры, пользуясь схемой, принятой в ламинарном слое. Подобный анализ возможен на основе обобщения опытных данных. Использование опубликованных материалов по трению и теплообмену в несжимаемых турбулентных пограничных слоях со вдувом позволяет сделать приближенные оценки соотношений между несжимаемым и сжимаемым турбулентным течениями. [c.383]

Например, наложение на вынужденный ламинарный режим переноса ламинарного режима свободной конвекции в общем случае не меняет молекулярной природы переноса. Аналогичные соображения можно высказать и в части построения расчетных формул для сочетания чисто вынужденного турбулентного течения со стабилизировавшейся свободной конвекцией, а также и для других возможных сочетаний. Не входя в дальнейшее углубление этого вопроса, надо отметить, что в отношении коэффициентов пропорциональности, необходимых при построении критериальных уравнений применительно к внешней задаче, известно следующее [c.282]

Можно сказать, что ламинарным коэффициентам переноса — коэффициентам вязкости ц, теплопроводности Я и диффузии р ) — соответствуют коэффициенты турбулентной вязкости А , турбулентной теплопроводности А д и турбулентной диффузии А га- [c.557]

Первое допущение состоит в том, что для турбулентного течения форма соотношений (УП-51 а, б) сохраняется, но в них следует заменить ламинарные коэффициенты переноса V и й на турбулентные. Для турбулентного течения (с учетом сказанного) соотношения (УП-51 а, б) примут вид [c.148]

Отметим, что коэффициенты переноса при ламинарном течении V и а зависят от физических свойств жидкости, тогда как соответствующие коэффициенты при турбулентном течении 8 и зависят от параметров потока в данной точке. [c.148]

ДЛЯ ламинарного, так и для турбулентного течений, если в последнем случае каждый параметр переноса считается соответствующей суммой ламинарного и турбулентного коэффициентов переноса. Граничные условия следующие [c.152]

Дисковый и концентрично с ним расположенный кольцевой электроды (рис. 1) представляют собой единую механическую систему — вращающийся электрод, причем электрически эти электроды друг от друга изолированы. Исследуемый электрохимический процесс проводится на дисковом электроде. Переходящие в раствор продукты реакции при вращении электрода конвективной диффузией доставляются к кольцевому электроду, где могут быть качественно и количественно определены с помощью полярографии при соответствующем подборе материала электрода — кольца и условий процесса. Для количественных расчетов необходимо знать коэффициент переноса от диска к кольцу М, который, как показали Иванов и Левич [2], при ламинарном режиме определяется геометрическими параметрами электрода, а именно соотношением радиуса диска Гх, внутреннего и внешнего радиусов кольца Га и Гз [c.73]

Для практически важных значений критерия Ви=1—2 суммарный удельный тепловой поток с увеличением Ви уменьшается с 24 до 19 кВт-м-2 и доля конвективной составляющей в суммарном удельном тепловом потоке увеличивается от 16,5 до 24 %. Равное значение лучистой и конвективной составляющей достигается при значении Ви = 9, что несколько больше, чем для условий ламинарного пограничного слоя. Влияние лучистой составляющей на суммарный тепловой поток перестает быть существенным при Ви>60, что значительно больше соответствующих значений Ви для условий ламинарного пограничного слоя (Ви = 20). Это объясняется влиянием турбулентного коэффициента теплопроводности на диффузионный процесс переноса лучистой тепловой энергии. Турбулентный коэффициент переноса интенсифицирует процесс передачи тепла как за счет конвекции, так и за счет радиации. Однако зависимость радиационной составляющей от температурного напора ДГ более сильная, чем составляющей конвективной. Значение суммарного удельного потока для условий примера, определенное по зависимости, традиционно применяемой для задач огнестойкости, более чем в 2 раза превышает найденные в соотношении с настоящей теорией. Причем если величина конвективной составляющей практически одинакова (д. =4,2 кВт-м" ) и по настоящей теории при изменении Ви от 1 до 2 изменяется от 4 до 4.4 кВт-м- , то значения радиационной составляющей существенно отличаются лучистая составляющая, найденная в соответствии с традиционным методо.м, 9пв=45 кВт-м" и по настоящей теории дан=24—19 кВт-м- при изменении Ви от 1 до 2. Такое различие объясняется тем, что в традиционном методе расчета используется модель оптически прозрачной среды между двумя бесконечными плоскопараллельными поверхностями. Для задач определения фактического предела огнестойкости в связи со спецификой проведения экспериментов такая модель допустима. В условиях реальных пожаров она вносит существенную ошибку в анализ теплового воздействия очага пожара на строительные конструкции. Сравнение результатов расчета удельных тепловых потоков на вертикальных конструкциях при пожарах, полученных с помощью разработанной в настоящем разделе теории с экспериментальными данными, приведено в разд. 3.3 настоящей главы. [c.81]

Можно сказать, что ламинарным коэффициентам переноса — коэффициентам вязкости [X, теплопроводности X и диффузии О — соответствуют коэффициенты турбулентной вязкости А- , турбулентной теплопроводности Ад и турбулентной диффузии Л, . [c.701]

При расчетах нестационарных течений с высокой интенсивностью турбулентности уравнения сохранения импульса, энергии турбулентности и скорости ее диссипации из-за введения эффективных коэффициентов переноса становятся существенно нелинейными уже в ламинарной области течения, и это их свойство только усиливается при переходе к турбулентному режиму. Для ускорения сходимости решений в расчетах используются различные варианты линеаризации этих уравнений и построения итерационных алгоритмов. [c.86]

Чтобы получить аналитическое выражение для коэффициента теплоотдачи, необходимо интегрировать систему дифференциальных уравнений, описывающих движение жидкости и перенос теплоты в ней. Даже при существенных упрощениях это возможно лишь в отдельных случаях при ламинарном течении жидкости, поэтому обычно для получения расчетных зависимостей прибегают к экспериментальному изучению явления. [c.81]

Для определения коэффициента теплоотдачи при ламинарном течении предположим, что число Прандтля равно единице. Тогда, учитывая, что теплота трения мала по сравнению с теплотой, отдаваемой теплопроводностью, легко убедиться, что уравнение переноса теплоты аналогично уравнению движения. [c.664]

При ламинарном режиме все частички жидкости движутся параллельно друг другу, не перемешиваясь, по нормали п к направлению движения. Следовательно, перенос теплоты в этом направлении осуществляется только теплопроводностью (рис, 17.1, а). Поэтому для расчетов процессов теплоотдачи можно воспользоваться уравнением Фурье (16.6). Из-за сравнительно малых коэффициентов теплопроводности жидкостей (особенно газов) теплота по всему объему жидкости в ламинарном потоке распространяется медленно. [c.76]

В ламинарном подслое процессы переноса определяются коэффициентами молекулярного переноса v, а и D. В остальной части турбулентного пограничного слоя коэффициенты молекулярного переноса пренебрежимо малы по сравнению с соответствующими коэффициентами турбулентного, или молярного, переноса. [c.328]

Заметим, что иногда рассматривают также промежуточный, так называемый буферный участок, в котором коэффициенты молекулярного и молярного переносов одного и того же порядка. Этот участок расположен между ламинарным подслоем и турбулентной частью пограничного слоя. [c.328]

В работах [44] и [47] был определен коэффициент теплоотдачи при ламинарном течении пленки с учетом сил инерций и конвективного переноса теплоты в ней. Сравнение полученных результатов [44], [47] с результатами Нуссельта (12.17) показало, что при [c.255]

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]

В работе [39] был определен коэффициент теплоотдачи при ламинарном течении пленки с учетом сил инерции и конвективного переноса теплоты в ней. Сравнение полученных результатов [39] с результатами Нуссельта (30.17) показало, что при К = = г/(Ср. ДГ) > 5 и 1<Рг<100 разница составляет несколько процентов и ее можно не учитывать. [c.338]

Теория пленочной конденсации Нуссельта основывается на следующих основных предпосылках течение конденсата ламинарное напряжение трения на поверхности пленки пренебрежимо мало перенос теплоты лимитируется термическим сопротивлением пленки конденсата физические параметры конденсата постоянны. Для обеспечения лучшего согласия с экспериментом вводят поправки на интенсифицирующее воздействие волнового движения пленки (ву) и изменение физических параметров в зависимости от температуры (е<). Формулы для расчета среднего коэффициента а на вертикальной стенке высотой Н записываются в различных модификациях. Если задан температурный напор то определяющим критерием является приведенная высота поверхности 7 [c.58]

Если Ке>-400 (соответственно 2>-2300), наблюдается переход к турбулентному режиму течения в пленке. При этом коэффициент теплоотдачи возрастает вниз по поверхности вследствие повышения, интенсивности турбулентного переноса в пленке (рис. 1.25). Поскольку, в верхней части стенки имеется участок ламинарного течения, такой режим для поверхности в целом называют смешанным. Средняя теплоотдача рассчитывается в этом случае по формулам [c.59]

Для описания течения низкотемпературной плазмы дальнего гиперзвукового осесимметричного следа используется система упрощенных уравнений Навье - Стокса для многокомпонентной смеси газов параболического типа, справедливость которой для сверхзвуковых областей дальнего следа обосновывается в [1-4]. Она дополняется отмеченными выше релаксационными уравнениями типа Ландау - Теллера для энергии колебательных степеней свободы молекул N1, О2, а также уравнением энергии для электронов [7-9]. При расчете коэффициентов переноса ламинарного течения используются формулы Уилке, Мейсона и Саксена, а для турбулентных коэффициентов - зависимости, приведенные в [1]. Критерий [3] используется для оценки расстояния до точки перехода за тонкими телами, которые рассматриваются далее. До этой точки течение считается ламинарным, а после - полностью турбулентным. [c.155]

Система уравнений (1.114) в совокупнсх ти с граничными условиями (1.113), (1.115)...(1.121) описывает многокомпонентный ламинарный пограничный слой на химически активной поверхности. Гра-ничные условия сформулированы с учетом пиролиза вещества и образования на поверхности обтекаемого тела слоя кокса. Сформулированная задача имеет достаточно общий характер. Здесь в пограничном слое рассматривается ламинарное течение. Можно рассмотреть и турбулентное течение, приняв определенную модель турбулентного переноса как наиболее простую можно использовать модель полных коэффициентов переноса. [c.60]

Основной особенностью турбулентного потока по сравнению с ламинарным является молярный перенос количества движения и теплоты при ламинарном движении происходит молекулярный перенос. Турбулентный моль — носитель количества движения и теплоты — обеспечивает существенно больщую интенсивность переноса, чем молекула. Именно поэтому турбулентные коэффициенты переноса намного больше молекулярных Хт>Я,, рт р (подробнее см. 52, пример 14.2). [c.386]

При прохождении сквозь плотный слой зернистого материала наблюдается перемешивание жидкости (газа), так называемое фильтрационное перемешивание или-диффузия. Простейшей схемой фильтрационного перемешивания является представление, что поток носит струйный характер и каждая струйка разветвляется, огибая разные частицы, и перемешивается с аналогично разветвляющимися соседними струйками [Л. 175 и 744]. Так, в монографии Чудновского Л. 175] отмечается, что на высоте двух рядов частиц Д газово го потока обменивается с соседними отверстиями на расстоянии d (диаметра частиц). Однако, исходя из подобных представлений, трудно объяснить, почему в ламинарной области фильтрации коэффициенты переноса меняются по ино му закону, чем в переходной. По-видимому, лучше выделяет основное в сложном механизме фильтрационного перемешивания иной подход (Л. 9 и 744], довольно четко развитый в работе Аэрова и Умник (Л. 9]. Они отмечают, что в слое уже при относительно малых Re наблюдается турбулизация (или, как они пишут, турбулентность) потока между частицами и в этих ограниченных смежными частицами пространствах преобладающее значение приобретает турбулентный механизм переноса. Конвективная составляющая коэффициента диффузии в слое [c.37]

На фиг. 4 приведены также результаты двух теоретических работ для равновесного течения. Штриховой линией обозначены результаты Детры и сотр. [30] для диссоциирующего ламинарного пограничного слоя, имеющего среднее число Льюиса 1,4. В этом расчете использовались результаты более ранней работы Фэя и Ридделла. Пунктирной линией представлены результаты расчета по уравнению, полученному недавно Хошизаки [3], который исследовал ионизованный пограничный слой. В расчете использовались термодинамические свойства и коэффициенты переноса азота, рассчитанные для высоких температур Атаем и Пегом [31]. [c.383]

Дай сслер отказался от понятия ламинарного подслоя и принял допущение, что коэффициент турбулентного переноса стремится к нулю не при г/+ = 5, как предполагалось в трехслойной схеме, а только на самой стенке при у+=0 [Л. 9]. Первоначально для коэффициента переноса в подслое Дайсслер принял уравнение (6-34), основанное на анализе размерностей. И хотя согласно принятому допущению ламинарный подслой и промежуточный слой были объединены в одну физически более реальную область, результаты расчета теплоотдачи по существу не изменились. В дальнейшем Дайсслер модифицировал свои уравнения для коэффициентов переноса в подслое 204 [c.204]

Так как пластина изотермична, тепловой и динамический пограничные слои начинают развиваться совместно и толщины обоих слоев близки (за исключением жидкостей с очень низкими числами Прандтля). Близость толщин пограничных слоев является следствием одинакового механизма турбулентного переноса тепла и импульса (при не слишком низких числах Прандтля). В этом состоит отличие переноса в турбулентном пограничном слое от переноса в ламинарном. В последнем случае само число Прандтля представляет собой отношение коэффициентов переноса импульса и тепла, и толщины динамического и теплового пограничных слоев равны, только если Рг=1. Расчет теплообмена в рассматриваемом случае проводится для чисел Прандтля от 0,5 до 10. Поэтому допущение о приближенном равенстве толщин теплового и динамического пограничных слоев не снижает точности расчета. [c.281]

При помощи ударной трубы возможно создание высокотемпературных потоков газа в широком диапазоне плотностей. Несмотря на кратковременность процесса, быстродействующая аппаратура дает возможность проводить тепловые замеры. Более того, кратковременность действия потока имеет даже определенные преимущества, так как с высокой точностью позволяет считать процесс передачи тепла стенкам одномерным. Результаты многих работ [1—4], в которых изучалось развитие пограничного слоя и теплообмен на стенке ударной трубы с помощью тонкопленочных термометров сопротивления, показали, что температура поверхности стенки трубы может быть измерена очень точно. Поэтому в настоящее время появилось два метода измерения коэффициентов переноса, в основе которых лежат результаты измерений теплопередачи к стенкам ударной трубы. Впервые численное решение задачи теплообмена было получено в работе [5] и экспериментально проверено в работе 61, в которой авторы измерили теплообмен в критической точке тупоносого тела, помещенного в ударную трубу. Результаты работы 6] в основном подтвердили теорию, изложенную в работе [5], но при этом обнаружилось, что теплообмен в сильной степени зависит от числа Ье (числа Люиса) и вязкости газа поэтому получить данные о коэффициенте вязкости высокотемпературного газа в невоз-ыущенном потоке было практически невозможно. Авторы работы [7] используя теорию, предложенную в работе [5], а также результаты работы [8], дающей теоретический анализ ламинарного пограничного слоя на стенке ударной трубы, показали, что тепловой поток на боковой стенке очень слабо зависит от числа Люиса. Поэтому в соотнощении для теплообмена единственной неизвестной можно считать коэффициент вязкости в невозмущенном потоке. Это позволило им, используя данные по определению теплового потока к стенкам ударной трубы, при сравнении с численными решениями уравнений пограничного слоя на стенках получить экспериментальные результаты по определению коэффициента вязкости диссоциированного кислорода. Оценивая результаты эксперимента, они пришли к выводу, что на теплообмен к боковой стенке очень слабо влияет фитерий Прандтля, число Люиса, а лучистый тепловой поток в диапазоне температур 2000—4000° К еще пренебрежимо мал. Погрешность экспериментальных данных о вязкости, полученных по этой методике, оценивается авторами в пределах 16%- Сравнение полученных опытных данных с данными, рассчитанными по формуле [c.217]

Для стабилизированного однофазного потока заменяют локальную скорость и температуру в ядре потока средней скоростью и средней (объемной) температурой. Так как для газов характерно число Прандтля, близкое единице, то коэффициенты мошекулярного переноса тепла и количества движения равны. Если также равны коэффициенты турбулентного переноса тепла и количества движения, то соотношение qls для турбулентного ядра и ламинарного слоя выражается одним уравнением. Так как толщина пограничного слоя мала, то отношение qjs принимается равным отношению этих величин у самой поверхности нагрева. При этом = [c.184]

Таким образом, коэффициенты массоотдачи (теплоотдачи) в процессах совместного тепломассообмена (1.4.13), (1.4.14) выражаются произведением. Первый сомножитель ответственен за процессы, происходящие в отсутствие взаимного влияния (Р(д/,=о), 0С(д ,=( ) диффузионных или тепловых процессов. Он различен и зависит от гидродинамических и диффузионных условий протекания процесса, а также от геометрической поверхности (Р(д/,=о), ( (АьтУ ДРУгой сомножитель (1.4.15), (1.4.16) -общий для всех рассмотренных случаев [1, 55-571 и отражает влияние переноса энергии на перенос массы и наоборот. Заметим, что обобщенная зависимость типа (1.4.13) или (1.4.14) получена для различных режимов массообмена (теплообмена), на различных контактных поверхностях, (пленочное течение на гладкой поверхности, в том числе в условиях волнообразования, при ламинарном и турбулентном режимах, течение по стенке с регулярной шероховатостью и т.д.), а также при массообмене в многокомпонентных системах. Отметим, что в многокомпонентньЕХ системах зависимости типа/,,/) носят матричный характер. [c.35]

Интенсивность теплообмена между стенкой и средой зависит исключительно от толщины ламинарного пограничного подслоя, так как имеино он является главным термическим ссиротивле-нием. В турбулентном пограничном слое теплота передается значительно интенсивнее, чем в ламинарном, что объясняется меньшей толщиной ламинарного подслоя и интенсивным перемешиванием частиц жидкости в турбулентной части, которое приводит к дополнительному переносу теплоты за счет конвекции. На рис. 17.4 показан характер изменения коэффициента теплоотдачи, который обратно нропорцнопален толщине ламинарного пограппчпого слоя. На толщину ламинарного пограничного слоя существенное влияние оказывают ( )изические свойства жидкости, а также средняя скорость потока. Так, уменьшение средней скорости потока, уменьшение плотности или увеличение вязкости среды приводят к увеличению толщины пограничного слоя и ламинарного подслоя. [c.88]

При ламинарном режиме Ож Хж/б. Коэффициент теплоотдачи убывает по высоте поверхности вследствие роста толщины пограничного слоя. При турбулентном режиме а практически не изменяется по высоте поверхности, так как вместе с ростом толщиЦы пограничного слоя увеличивается интенсивность турбулентного переноса. [c.44]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...