Тепловой подслой

В тепловом подслое, где и из-за их малости не принимаются во внимание, в число определяющих параметров входят а, д, V и у (а г не является таковым) [c.448]

Если число Прандтля очень велико, то толщина теплового подслоя б г. пропорциональная согласно уравнению (12.39) б Рг Л, будет во много раз меньше б и, следовательно, почти все изменение температур в пристенной области будет происходить в тепловом подслое, т. е. на расстоянии Вследствие этого левая часть уравнения переноса-теплоты не будет отличаться [c.463]

Аналогично вязкому подслою непосредственно у стенки можно выделить тепловой подслой. Он характеризуется преобладанием переноса теплоты теплопроводностью над турбулентным переносом. [c.195]

Для малотеплопроводных очень вязких сред, какими являются жидкости с большими числами Рг = =--цСг,Д, тепловой подслой является основным термическим сопротивлением. [c.195]

Поскольку в тепловом подслое перенос теплоты определяется теплопроводностью, изменение температуры по его толщине описывается уравнением прямой (как для плоской стенки, 2-1). [c.195]

Выделим в потоке тепловой подслой, в котором преобладает процесс молекулярной теплопроводности в той же мере, что и процесс молекулярной вязкости преобладает в вязком подслое турбулентного потока. [c.86]

Минимально возможную интенсивность теплоотдачи в жидких металлах можно рассчитывать по схеме, предложенной в работе [7]. Выделим в потоке тепловой подслой, в котором преобладает молекулярная теплопроводность в той же мере, в какой молекулярная вязкость преобладает в вязком подслое тур булентного потока. [c.105]

В турбулентном тепловом ядре учитывается только турбулентный перенос (по Прандтлю). В промежуточном слое учитываются как молекулярный, так и турбулентный механизм переноса, и, наконец, в тепловом подслое — только молекулярный перенос тепла. [c.106]

Аналогичная картина в основном имеет место при турбулентном характере движения в тепловом пограничном слое, только взамен обычной теплопроводности следует вводить теплопроводность турбулентную, отличающуюся гораздо большей интенсивностью. Однако в непосредственной близости от стенки механизм теплопроводности перерождается, так как вдоль самой стенки стелется тончайший тепловой подслой, в котором пульсационные скорости замирают, как и движение среды в целом, и, следовательно, перенос тепла по нормали к стенке может осуществляться только путем молекулярного обмена (обычной теплопроводностью). [c.108]

Тепловой подслой (молекулярный перенос). [c.436]

Плотность удельного теплового потока в этом подслое определяется механизмом теплопроводности и согласно закону Фурье [c.186]

Здесь Хп—кажущийся коэффициент теплопроводности в подслое дисперсного потока, который можно определить по формуле (7-46). Для потоков газовзвеси Величины бд.п и бл.т в (а) и (б) в общем случае неравны, так как соответственно являются толщинами гидродинамического и теплового пограничного подслоя. По аналогии с ламинарным пограничным слоем приближенно принимаем,что [c.186]

Соответственно над тепловым подслоем расположена переходная тепловая зона, в которой > х. Так как нижняя часть этой зоны лежит в вязком подслое, где распределение скоростей линейно, а верхняя часть — в переходной зоне, где распределение скоростей логарифмическое, то на основании уравнения (12.16) при 2 б/у [c.447]

В ламинарном потопе и ламинарном подслое, где режим движения жидкости ламинарный, перенос теплоты осуществляется теплопроводностью перпендикулярно направлению движения жидкости. При этом плотность теплового потока д по толщине пограничного [c.42]

Таким образом, при турбулентном режиме в основном турбулентном потоке теплового пограничного слоя осуществляется интенсивный конвективный теплоперенос, а тонкий ламинарный подслой сильно замедляет передачу тепла и оказывает основное термическое сопротивление. Поэтому, чтобы интенсифицировать теплоотдачу, ламинарный подслой стараются турбулизировать. [c.43]

Современные методы расчета конвективного теплообмена основываются на теории пограничного слоя. Несмотря на свою незначительную по сравнению с характерными размерами тела толщину, пограничный слой играет основную роль в процессах динамического и теплового взаимодействия потока жидкости с поверхностью теплообмена. В непосредственной близости стенки существует вязкий подслой, где теплота передается только теплопроводностью. [c.131]

Жидкости, у которых 1 (все неметаллические капельные жидкости). У этого класса жидкостей молекулярный перенос количества движения интенсивней молекулярного переноса тепла. Толщина теплового пограничного слоя меньше толщины динамического слоя, и турбулентный перенос тепла становится заметным как в непосредственной близости к вязкому подслою, так и в вязком подслое. Последнее отчетливо проявляется в средах с числом Рг> 00. [c.65]

При разбиении температурного поля на три слоя, аналогично тому, как это делается для скоростного поля, имеем подслой, промежуточный тепловой слой и тепловое турбулентное ядро. [c.106]

Используем рассмотренные уточнения для решения задачи о теплообмене при развитом турбулентном течении в круглой трубе с постоянной плотностью теплового потока на стенке в более общем виде. Дифференциальное уравнение энергии (9-10) решается теперь без допущений, упрощающих алгебраические преобразования. Отношение коэффициентов турбулентного переноса тепла и импульса по Дженкинсу принимается только для турбулентного ядра течения. Коэффициент турбулентного переноса тепла в подслое (до +=42) вычисляется по [c.207]

Для решения соответствующей тепловой задачи может быть использовано несколько методов. Обычный метод состоит в применении уравнения (11-8) или другого уравнения, полученного с помощью аналогии между переносом импульса и тепла. Если еще раз рассмотреть вывод уравнения (11-8), можно заметить, что оно основано на применении закона стенки и совершенно не зависит от распределения касательного напряжения вдоль поверхности. Кроме того, при выводе принималось допущение, что в чисто турбулентной области пограничного слоя отношение местного касательного напряжения к местной плотности теплового потока постоянно. Хотя это допущение, возможно, и не справедливо, оно не играет роли, если основное термическое сопротивление сосредоточено в подслое. Во всяком случае при использовании аналогии между переносом тепла и импульса необходимо решать только динамическую задачу. [c.295]

При вычислении теплоотдачи в турбулентном потоке жидкости в трубе можно принимать двухслойную (Прандтля — Тейлора) или трехслойную (Шваба — Кармана) динамическую схему потока. Предполагается, что в ламинарном подслое перенос тепла и количества движения определяется молекулярным процессом, в турбулентном ядре — молярным перемешиванием, а в переходной области (трехслойная схема) действуют оба механизма переноса. Применительно к высокотеплопроводным жидкостям, когда Рг 1 возникает необходимость учета молекулярного переноса и в области турбулентного ядра (Л. 7. 8]. В литературе при рассмотрении тепловых задач наряду с динамическим слоем вводится понятие о тепловом слое [Л. 1, 2, 6, 11]. Применительно к высокотеплопроводным жидкостям общая теория вопроса была изложена в [Л. 3]. В качестве расчетного выхода Левичем [Л. 3] была рассмотрена суперпозиция двухслойных динамической и тепловой схем потока. Дальнейшее развитие этой теории было сделано Боришанским [Л. 12], рассмотревшим суперпозицию трехслойных динамической и тепловой схем потока. В расчетном плане в этих случаях возникает вопрос [c.436]

Известно [6], что через ламинарный подслой тепло передается к стенке только путем теплопроводности. Поэтому тепловой поток будет равен [c.279]

Многолетний опыт эксплуатации футерованного оборудования показывает, что защитный слой футеровки, как правило, значительно снижает коррозионную активность среды, проникающей к подслою. И это позволяет в ряде случаев успешно использовать для подслоя материалы, обладающие ограниченной стойкостью в данной рабочей среде. Вот почему при выборе материала подслоя с точки зрения его химической стойкости необходимо учитывать влияние экранирующего эффекта футеровки. Рассмотрение броневого слоя футеровки только как механической и тепловой защиты корпуса и подслоя, что часто имеет место в практике, не совсем правильно. [c.208]

В пограничном слое распределены тепловые источники, интенсивность которых растет с уменьшением температуры. Распределение источников аппроксимируется ступенчатой функцией q = О в турбулентном ядре VL q = q в ламинарном подслое. [c.555]

Следовательно, перед неровностью должна быть переходная область течения, в которой напряжение трения и тепловые потоки будут того же порядка по величине, что и в невозмущенном пограничном слое на пластине, и возрастают до значений в вязком подслое 4 [Нейланд В.Я., 1969, б]. Течение в переходной области будет рассмотрено ниже при решении краевой задачи (8.38) (8.42). [c.384]

После того, как решена невязкая задача, для удовлетворения условий прилипания и условий для энтальпии на поверхности малой неровности необходимо рассмотреть вязкий и теплопроводный подслой 4 с характерной толщиной Ау (Ь/а) / , в котором главные вязкие члены уравнений Навье-Стокса по порядку величины должны быть равны инерционным. При этом течение около поверхности малой неровности будет описываться обычными уравнениями пограничного слоя Прандтля при заданном внешнем распределении давления. Легко убедиться, что в этом случае (как и при решении краевой задачи (8.17) (8.20)) напряжение трения и тепловые потоки по порядку величины будут больше, чем в невозмущенном пограничном слое на поверхности пластины. Из этого следует, что перед такой малой неровностью также должна быть переходная область течения, в которой напряжение трения и тепловые потоки того же порядка по величине, что и в невозмущенном пограничном слое на поверхности пластины, и возрастают [Нейланд В.Я,, 1969, ]. Математически такая задача совпадает с задачей, когда во всем слое 3 с характерной толщиной порядка толщины малой неровности Ау а существенна вязкость, а в области 2 с характерными размерами Ах Ау Ь течение невязкое. В этом случае а внешнее ре- [c.386]

Оценим величину турбулентной теплопроводности, используя следующие соображения, В соответствии с принятой моделью о ламинарном подслое удельный тепловой поток на ограждающей конструкции при турбулентной естественной конвекции определим как [c.77]

С другой стороны, учитывая, что тепловой поток и касательное напряжение в подслое не изменяются, уравнение (7-18) можно записать в виде [c.184]

Для решения задачи без этих допущений необходимо отойти от упрощенной схемы потока и рассмотреть наряду с турбулентным ядром и турбулентный пограничный слой, состоящий из переходного слоя и вязкого подслоя. Имея в виду, что величины, относящиеся к внешней границе слоя и подслоя, будут соответственно без штриха и со штрихом, относящиеся к твердым и жндким (газообразным) компонентам с индексом т и без ил-декса и относящиеся ко всему потоку — с индексом п , рассмотрим последовательно касательные напряжения и тепловые потоки в вязком подслое, а затем в промежуточном слое и турбулентном ядре. [c.185]

При турбулентном течении в тепловом пограничном слое перенос тепла в нанравлении к стенке в основном обусловлен турбулентным перемешиванием жидкости. Интенсивность такого переноса тепла существешю выше интенсивности переноса тепла теплопроводностью. Однако непосредственно у стенки, в ламинарном подслое, перенос тепла к стенке осуществляется обычной теплопроводностью. [c.405]

Кроме методов этих двух групп разработаны и применяются-множество других методов измерения тепловых потоков, базирующихся на разнообоазных физических явлениях и эффектах. Это, например, методы, основанные на фотоэлектрических и радиометрических эффектах, оптический способ, где конвективный тепловой поток определяется по углу отклонения луча, пропорциональному градиенту температуры в ламинарном подслое, а также методы, основанные на решении обратной задачи теплопроводности. Последние используются в современной теплоэнергетике пока что меньше, чем энтальпийные методы и методы, основанные на решении прямой задачи теплопроводности. Исключение составляют методы, основанные на решении обратной задачи теплопроводности, совершенствование которых при наличии быстродействующих вычислительных машин с большой памятью создало им хорошую основу для практического использования. [c.272]

На рис. 15.8 схематично представлена зависимость коэффициента теплоотдачи а на поверхности нагрева от температурного напора А =/с— н- Участок АВ соответствует области свободного движения жидкости, при котором возникновение пузырей возможно, но происходит весьма вяло. Для воды при атмосферном давлении параметры точки В примерно равны аж 1000 Вт/(м -К), А ж5 К. Участок В К соответствует развитому пузырьковому режиму кипения, при котором интенсивно образующиеся пузыри разрушают вязкий подслой на стенке и обеспечивают высокие значения коэффициента теплоотдачи. Аналогичные приведенным выше параметры точки К равны акр = 50 000 Вт/(м2-К), А кр=25 К- В точке К интенсивность образования пара становится больше возможной скорости его отвода от поверхности нагрева. Происходит кризис теплоотдачи при кипении, сопровождающийся резким ухудшением теплоотдачи (величина а в точках С, Су vi О примерно такая же, как в точке В). Если тепловой поток на поверхности нагрева при переходе через точку К не изменяется, то осуществляется скач [c.400]

Если эта физическая картина верна, то ясно, что перенос тепла поперек турбулентного пристенного слоя также будет происходить в две стадии. В течение периода развития между последовательными разрушениями тепло (в случае обогреваемой стенки) будет передаваться тенлоироводностью растуш,ему подслою и накапливаться там до тех пор, пока на наступит разрушение. Избыток тепла, накопленный таким образом, переносится затем путем конвекции поперек слоя в выбрасываемых струях. Если условия для обш его теплообмена стационарны, то ясно, что количество тепла, перенесенное наружу струей в момент разрушения, должно быть точно равно избытку тепла, накопленному в подслое в течение предшествующего периода развития. Это условие непрерывности для теплового потока служит основой для аналитического подхода к проблеме. [c.322]

При указанных допущениях число Прандтля оказывает влияние только на теплообмен, в подслое. В турбулентной области пограничного слоя существенны только коэффициенты турбулентного переноса импульса и тепла, которые согласно основному допущению равны независимо от числа Прандтля. Так как толщина подслоя составляет лишь небольшую долю общей толщины пограничного слоя, то отличие числа Прандтля от единицы сказывается на изменении термического сопротивления пристеночной области (при г/+<30). При этом плотность полного теплового потока изменяется, однако в турбулентной области пограничного слоя условие onst [уравнение (11-6)] остается справедливым. Следовательно, независимо от числа Прандтля тепловой и динамический пограничные слои имеют приблизительно одинаковую общую толщину, пока основной механизм переноса тепла и импульса — чисто турбулентный. [c.285]

При выводе этого уравнения принималось столько упрощающих допущений, что оно должно быть всесторонне проверено путем сопоставления с опытными данными. Такие данные имеются, причем весьма обширные [Л. 2]. Уравнение (11-20) превосходно согласуется с этими данными, хотя оно должно давать ошибочные результаты в области ступенчатого изменения температуры поверхности, поскольку тепловой пограничный слой здесь целиком находится в подслое, где принято искусственное выражение для ет- Решение, близкое к точному, для этой области можно получить путем непосредственного интегрирования дифференциального уравнения энергии. Течение здесь почти ламинарное следовательно, профиль скорости приблизительно линейный и потому является известной функцией местного касательного напряжения на стенке (см. вывод уравнения (10-12) в гл. 10 или решение Лайтхилла [Л. 3]). [c.291]

Однако на тепловые процессы молекулярный перенос продолжает влиять и при турбулентном течении в области квадратичного закона соиротивления. Это влияние выражается через термическое сопротивление вязкого пристенного слоя, текун1его между бугорками шероховатости и отделяющего собственно стенку от турбулентного ядра потока. Таким образом, граничные условия к уравнениям движения и теплообмена при обтекании шероховатой поверхности оказываются неодинаковыми. Распределение скоростей в этом случае существенно зависит от торможения потока на бугорках шероховатости. Распределение же температур зависит как от торможения потока (через поле скоростей) так и от теплопроводности в вязком подслое и в том случае, когда его толщина становится меньше высоты бугорков шероховатости. В связи с этим, даже при условии Рг= и gradP = 0, в турбулентном потоке, обтекающем шероховатую поверхность, нет точного подобия нолей скоростей и температур. Оценить, по крайней мере качественно, влияние шероховатости на теплоотдачу можно на основе следующих донущений [c.288]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...