Теплообмен в турбулентном потоке

Особо сложные процессы, например теплообмен в турбулентном потоке, теплообмен при кипении и некоторые другие, будут исследоваться путем осуществления как физического, так и численного эксперимента на основе полученных результатов будут совершенствоваться существующие модели механизм ) [c.445]

Теплообмен в турбулентном потоке жидкости при больших значениях чисел Прандтля. Инж.-физ. ж., 4, № 8, 20—29. [c.684]

Турбулентное движение - это сложное движение материи - сплошной среды - жидкости, газа и плазмы. Турбулентное движение возникает или при движении потока вязкой феды возле твердой поверхности, или при относительном движении двух потоков вязкой среды. В зависимости от конкретного движения внешние признаки, характерные только для турбулентного движения, могут быть различными. В сравнении с ламинарным турбулентное движение в трубах и каналах характеризуется резким увеличением сопротивления. При струйном течении ст]эуя, вытекающая из отверстия, имеет меньшую скорость, чем ламинарная нормальное сечение струи больше и струя быстрее размывается. При внешнем турбулентном движении толщина пограничного слоя и сопротивление движению больше. Теплообмен между турбулентным потоком и твердой поверхностью происходит более интенсивно, чем при ламинарном движении. [c.11]

В настоящее главе рассмотрены следующие процессы взаимодействия неограниченного и струйного потоков с пластиной а) теплообмен в ламинарном пограничном слое, осложненный действием градиента давления теплообмен в турбулентном пограничном слое, осложненный действием градиента давления б) теплообмен в пристенном пограничном слое, осложненный действием градиента давления и высокой степенью турбулентности внешнего течения описание режимов течения, в пристенном пограничном слое приведено в специальной литературе [5, 94]. [c.159]

ТЕПЛООБМЕН В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ ПРИ НАТЕКАНИИ НА ПЛАСТИНУ НЕОГРАНИЧЕННЫХ ПЛОСКОГО И ОСЕСИММЕТРИЧНОГО ПОТОКОВ ГАЗА [c.165]

В данном, втором, издании этой монографии ряд разделов существенно переработан и расширен. Основное внимание обращено на проблемы конвективного теплообмена и, особенно, теплообмена в турбулентных потоках. Несколько расширен раздел о теплопроводности в твердых телах. О теплообмене излучением даются лишь самые необходимые сведения. [c.3]

Эта система уравнений описывает движение и теплообмен в турбулентном ядре потока жидкости в плоской трубе и в плоском пограничном слое при достаточно умеренных скоростях течения. [c.38]

Сопоставление этого уравнения с уравнением (10.23) показывает, что в отличие от ламинарного потока в турбулентном потоке теплообмен зависит не только от критерия Ре, но и от критерия Рг. [c.178]

В гл. 7 были рассмотрены механизм турбулентного переноса импульса и развитие турбулентного пограничного слоя несжимаемой жидкости на продольно обтекаемой гладкой поверхности, а в гл. 9 — теплообмен при турбулентном течении в длинных каналах постоянного поперечного сечения. Для расчета теплоотдачи использовалась аналогия между переносом тепла и импульса в турбулентном потоке. В настоящей главе методы аналогии применяются для расчета теплообмена между гладкой поверхностью тела и турбулентным пограничным слоем. Эта задача отличается от внутренней только тем, что при течении в каналах пограничные слои на стенках развиваются независимо лишь до определенного сечения, в котором они смыкаются. Вниз ио потоку от этого сечения течение устанавливается, т. е. безразмер-ные профили скорости и температуры в сечении не изменяются ио длине канала. В этой главе нас интересует область, в которой пограничный слой на поверхности тела развивается. Предполагается, что пограничный слой достаточно тонкий и не взаимодействует с другими пограничными слоями. [c.280]

Основным прогрессивным путем теоретического анализа конвективного теплообмена в турбулентном потоке в условиях внутренней задачи остается в настоящее время гидродинамическая теория теплообмена, опирающаяся на идеи Рейнольдса об аналогии между теплообменом и сопротивлением. В этой связи физически обоснованное представление [c.223]

Значительное количество работ посвящено важнейшей проблеме изучения тепло- и массообмена в пограничном слое. В частности, путем совместного решения уравнений переноса тепла в пограничном слое жидкости и обтекаемом теле учтено взаимное тепловое влияние тела и жидкости друг на друга, что важно при высокоинтенсивном теплообмене. Однако во всех этих работах, как правило, рассматривается ламинарный пограничный слой, а изучению явлений переноса в турбулентных потоках уделено из-за математических трудностей мало места. [c.3]

Применительно к условиям нисходящих тонкопленочных потоков различных жидкостей, в том числе и морской воды, для определения коэффициента теплоотдачи предложен ряд расчетных уравнений [49, 51, 81]. Для испарительных аппаратов опреснительных установок наиболее приемлемы уравнения, в которых учитывается режим течения пленки как показатель, в значительной степени определяющий интенсивность теплообмена. Как показывают исследования [79], теплообмен в нисходящем потоке при различных плотностях орошения, а следовательно, и при различных Rem протекает по-разному и зависит от числа Рг. В связи с этим в расчетах необходимо выделить два возможных режима течения пленки ламинарно-волновой и турбулентный. Рекомендации, приведенные в [56], позволяют оценить переход ламинарно-волнового режима течения пленки к турбулентному по уравнению [c.159]

Поскольку при современном уровне наших знаний структуры турбулентного течения жидкостей невозможно теоретическое решение задач о трении и теплообмене в турбулентном пограничном слое на пористой поверхности, решающее значение имеет накопление опытных данных о влиянии скорости притока охладителя на касательное напряжение у стенки, профили скорости и толщину ламинарного подслоя при различных газодинамических условиях течения. Выполненные до настоящего времени экспериментальные исследования не дают необходимых данных для широких теоретических обобщений. Основной задачей многих экспериментов являлось установление зависимости между температурой поверхности пористого материала и массовым расходом охладителя при различных скоростях и температурах потока нагретого газа, а также определение коэффициентов трения и теплообмена на стенке в зависимости от расхода охладителя при различных условиях течения. [c.516]

Теоретический анализ нестационарного теплообмена в турбулентном потоке даже приближенными методами весьма сложен. Отсутствуют данные о распределении по сечению канала турбулентных коэффициентов переноса импульса и тепла в нестационарных условиях. Поэтому в теоретических работах изучается только нестационарный теплообмен при неизменном профиле скорости и стационарном распределении турбулентных параметров по сечению потока. [c.80]

Согласно гидродинамической теории теплообмена, основанной на гипотезе Рейнольдса об одинаковом механизме переноса теплоты и количества движения в турбулентном потоке, увеличение теплообмена при росте скорости потока всегда сопровождается увеличением сопротивления трения. Установлено, что увеличение турбулентности потока ведет к существенному росту гидравлического сопротивления в его ядре, в то время как интенсивность теплообмена возрастает незначительно. Это связано с тем, что основное термическое сопротивление теплообмену имеет место в ламинарном подслое около поверхности. [c.500]

Известно [26, 31, 115], что турбулентность набегающего потока может оказывать заметное влияние на трение я теплообмен в турбулентном пограничном слое. На рис. 8.48 и 8.49 приводятся опытные данные различных авторов по влиянию внещней турбулентности на трение и теплообмен в турбулентном пограничном слое на непроницаемой пластине. Как видно из рис. 8.48 и 8.49, опытные данные достаточно удовлетворительно описываются эмпирическими формулами [c.233]

Характеристиками пучка труб считаются диаметр трубы и относительные шаги по ширине si/d и глубине Sj/ii пучка. От расположения труб в значительной степени зависит характер движения жидкости, омывание трубок каждого ряда и в целом теплообмен в пучке. Омывание трубок первого ряда, независимо от расположения труб в пучке, практически не отличается от омывания одиночной трубы и зависит только от начальной турбулентности потока. [c.434]

При течении жидкостей внутри проницаемых матриц теплообменных элементов перенос теплоты в жидкости осуществляется не только за счет молекулярной теплопроводности, но и в результате турбулентного перемешивания. Ускорение или замедление потока и задержка частиц в застойных зонах могут дополнительно генерировать или подавлять турбулентность потока. [c.36]

Уравнение энергии для двухфазного потока можно получить таким же образом, как это делается для однофазного турбулентного потока. Рассмотрим теплоотдачу к стационарному двухфазному потоку в круглой трубе, стенка которой на участке а > 0 поддерживается при постоянной температуре. Уравнение энергии рассматриваемого течения получается из баланса энергии для малого элемента объема. С учетом того, что у = и = 0, а из членов, характеризующих турбулентный теплообмен, (ю Т ) — 0 и (и Т ) не зависит от х, уравнение энергии в цилиндрических координатах принимает вид [c.171]

Из трех режимов движения ламинарного, переходного и турбулентного— наименее изучен переходный. Даже для простого случая—плоского стационарного потока—не удается аналитически исследовать ни гидродинамику, ни теплообмен в переходной зоне, не удается определить координаты переходной зоны по оси х (рис. 24.8). [c.276]

Зависимость теплообмена от числа Re при неравновесных химических реакциях в теплоносителе носит более сложный характер по сравнению с процессами в инертных потоках, С увеличением числа Рейнольдса растет конвективный перенос тепла и массы по сечению потока, снижается толщина пограничного слоя, его термическое и диффузионное сопротивление, изменяются профили температур и концентраций, а следовательно, и соотношение тепловых потоков, передаваемых различными путями. В настоящее время отсутствуют экспериментальные данные по профилям концентраций компонентов в турбулентных неравновесных потоках четырех-окиси азота, поэтому при рассмотрении влияния числа Re на профиль С4 по поперечному сечению потока, что, согласно (3.20), определяет величину вклада химических реакций в теплообмен, могут быть использованы лишь расчетные данные. На рис. 3.3 изображены графики из [3.38], характеризующие изменение С4 и эффек- [c.68]

Конвективный теплообмен — в общем случае процесс переноса тенла в жидкой или газообразной среде с неоднородным распределением скорости, температуры и концентрации, осуществляемый совместным действием двух механизмов перемещением макроскопических частей среды и тепловым движением микрочастиц. Первый из этих механизмов называется конвективным переносом, тогда как второй — молекулярным. В свою очередь применительно к теплообмену последний механизм подразделяется на теплопроводность и диффузию. Влияние конвективного переноса на теплообмен проявляется в зависимости от величины и направления скорости течения среды, от профиля скорости в потоке и от режима течения (ламинарного или турбулентного). Влияние молекулярного переноса на теплообмен проявляется в зависимости от состава и термодинамических и переносных свойств компонент газового потока. В технических приложениях иногда производят дальнейшее дифференцирование терминов и используют понятия теплоотдача и теплопередача . Под теплоотдачей подразумевают теплообмен между твердым телом и омывающей его жидкой или газообразной средой, теплопередачей — теплообмен между жидкими или газообразными средами, разделенными твердой стенкой. [c.370]

Аналитическое исследование радиационно-конвективного теплообмена в кольцевом канале при турбулентном режиме течения было сравнительно недавно предпринято в Л. 441]. Однако автору пришлось привлечь для решения задачи результаты экспериментальных исследований по определению профиля скоростей в кольцевом канале и коэффициентов турбулентной диффузии в потоке. Кроме того, принятый метод решения предполагает малые значения оптических плотностей потока и доминирующее влияние теплопроводности по сравнению с радиационным теплообменом в среде. [c.401]

В области чисел Re от 5 - 10 до 2-10 логарифмический профиль скоростей хорошо аппроксимируется формулой м=1,22 / . Подставляя это значение ш в уравнение (5.4) и принимая Рг = = 0, получим Numin = 6,8. Следовательно, при стабилизированном теплообмене в турбулентном потоке при Рг = 0 и дст = = onst число Nu стремится к некоторому постоянному значению, большему, чем при стабилизированном теплообмене в ла-минарном потоке. [c.102]

Известно, что по характеру движения жидкости различают ламинарное и турбулентное движение. Теплообмен в турбулентном потоке происходит более интенсивно, чем в ламинарном, благодаря хаотическому движению частиц (макрообъемов) жидкости. Турбулентный режим может иметь место и в области пограничного слоя. [c.180]

ТРЕНИЕ И ТЕПЛООБМЕН В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ НЕСЖИМАЕМОИ ЖИДКОСТИ ПРИ ВДУВЕ ЧЕРЕЗ ПОРИСТУЮ СТЕНКУ ТРУБЫ ОДНОРОДНОГО ОХЛАДИТЕЛЯ [c.534]

Уравнения (12-17) и (12-18) являются исходными соотношениями при реашнии задачи о теплообмене в турбулентном потоке жидкости. Они учитывают, что при турбулентном течении перенос тепла и количества движения осуществляется не только молекулярным путем, но и за счет турбулентных пульсаций. Последний перенос учитывается коэффициентами турбулентного обмена тепла и количества движения Sq И Eg. Обычно принимают, что 65 = 63 = 8. [c.272]

Большинство известных способов интенсификации теплообмена в каналах приводит к повышению гидравлического сопротивления. При этом для конкретного теплообменного устройства в зависимости от критерия оценки эффективности интенсификации положительный эффект достигается при соблюдении определенного условия между отношениями чисел Нуссельта Nu /Nu и коэффициентов сопротивления для каналов с интенсификацией (Nu, ) и без нее (Nu, ). Так, например, в [ 13] показано, что при интенсификации теппообмена в турбулентном потоке в каналах трубчатого теплообменного аппарата положительный эффект интенсификации, оцениваемый тремя различными критериями, достигается при выполнении степенной зависимости / < (Nu /Nu) . [c.123]

Исключив влияние неизотермичности и комплекса ю (1 + + tg и,) , получим совместное влияние турбулентности и макровихревого движения на теплообмен в закрученном потоке. Эти данные представлены на рис. 9.13 и удовлетворительно опи-сьшаются уравнением [c.190]

На основании анализа опытных данных по влиянию вдува на теплообмен в турбулентном пограничном слое на плоской пластине В. П. Му-галев предложил простую аппроксимационную формулу для расчета тепловых потоков [c.114]

Первые исследования влияния колебаний на теплообмен в турбулентном пограничном слое принадлежат авторам работы [21 ]. Для расчета теплообмена в области сравнительно малоамплитудных колебаний внешней скорости используется идея влияния турбулентности внешнего потока на профиль средней скорости, т. е. предполагается, что показатель степени для профиля скорости в пограничном слое изменяется по закону [c.231]

При турбулентном течении в пленке основное тепловое сопротивление пленкп сосредоточено в тонком пристенном слое, поэтому влияние условий на границе с ядром потока, характеризуемое параметром О, на профиль температур в ней и параметр теплообмена N 1 будет незначительным. Тогда так н е, как для трения (7.3.5), теплообмен в турбулентной пленке можно описать, используя аналогию теплообмена в приведенном однофазном потоке с помощью следующей известной полуэмпириче-ской формулы [c.199]

Теплоотдача от плоской пластины при обтекании пластины турбулентным потоком жидкости. Рассмотрим теплообмен между пластиной и жидкостью при турбулентном движении последней. Как и ранее, ограничимся приближением пограничного слоя, которое может быть найдено из анализа уравнений двилшния жидкости и переноса теплоты в турбулентном пограничном слое. [c.444]

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]

Теплообмен при повышенных температурах стенки. Экспериментальное исследование теплообмена при охлаждении турбулентного потока N2O4 в условиях, когда температура стенки соответствует второй стадии реакции или промежуточной области [3.45], выполнено в диапазоне параметров, приведенных ниже. [c.88]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...