Конденсация на турбулентной основе

Более поздние исследования ВТИ показывают, что понижение коэффициента теплоотдачи по ходу пара в трубном пучке вызывается главным образом уменьшением его скорости в результате частичной конденсации. На основе теоретических исследований и опытов в ЦКТИ с горизонтальными пучками латунных труб наружным диаметром 19 мм (число труб по вертикали 9—10) была установлена зависимость коэффициента теплоотдачи от порядкового номера трубы. Коэффициент теплоотдачи понижается с увеличением порядкового номера трубы (считая по вертикали сверху вниз) до тех пор, пока течение пленки на какой-то трубе не перейдет в турбулентное. На этой [c.69]

Четвертая глава учебного пособия посвящена течению в жидких пленках. Здесь, как и в предыдущей главе, перед авторами стояла задача отобрать наиболее существенное из чрезвычайно широкого круга вопросов, рассматриваемых в специальной литературе. Мы остановились на анализе течения ламинарных пленок, их устойчивости (в линейном приближении), а также на анализе усредненных характеристик турбулентных пленок. Эти начальные знания гидродинамики пленочного течения дают необходимую основу для изучения более сложных задач, встречающихся в инженерной практике. Четвертая глава знакомит читателя с задачами теплообмена, в данном случае — с классической задачей Нуссельта о конденсации пара на вертикальной плоскости и с задачей о теплообмене при испарении пленки. Рассмотрение этих вопросов оправдано, поскольку жидкие пленки чаще всего встречаются в различного рода теплообменных устройствах. [c.7]

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]

Уравнения переноса массы и тепла при ламинарном и турбулентном течениях однофазных или двухфазных теплоносителей в каналах выводятся из основных законов физики сохранения массы, сохранения энергии, вязкого трения Ньютона, теплопроводности Фурье. Здесь и далее не будут затрагиваться вопросы переноса в жидкостях, законы трения в которых не подчиняются закону Ньютона (т = (Г ди ду). Уравнения неразрывности, движения и переноса тепла с учетом зависимости свойств от параметров теплоносителя образуют систему, представляющую основу для расчета полей скорости и температуры. Эта система является замкнутой для ламинарного режима течения. Для турбулентных режимов течения приходится прибегать к гипотезам или построению полуэмпирических моделей, позволяющих замкнуть систему уравнений. Для течений двухфазного потока, особенно в условиях кипения или конденсации, эмпирический подход до настоящего времени преобладает. [c.9]

Хотя исследования по указанным вопросам не завершены, созданы упрощенные подходы, позволившие решить ряд практических задач, в том числе изучить конденсацию в затопленных струях [2, 3]. Помимо самостоятельного интереса анализ конденсации в затопленных струях дал возможность сопоставить теоретические и экспериментальные данные [4] и доказать адекватность разрабатываемых физических моделей. Изучение конденсации в спутных паровоздушных турбулентных струях также проведено на основе указанной выше модели. [c.501]

Процесс возникновения дискретной фазы в межлопаточных каналах решетки носит флуктуационный характер и сопровождается появлением конденсационной турбулентности, интенсивность которой значительна. Хорошо известно, что в суживающихся каналах большой конфузорности происходит частичное или полное вырождение гидродинамической турбулентности в пограничных слоях, т. е. имеет место ламинаризация слоя. Процесс ламннари-зации ( обратного перехода) в пограничных слоях особенно интенсивен при околозвуковых скоростях, когда продольные отрицательные градиенты давления достигают максимальных значений. Ламинаризированный слой отрывается местными адиабатными скачками, и этот процесс сопровождается появлением жидкой фазы и турбулизацией слоя (генерируется конденсационная турбулентность). В результате отрыв слоя ликвидируется, вновь происходит ламинаризация слоя, появляется отрыв и т. д. Б соответствии с перемещениями зоны отрыва происходят перемещения скачка уплотнения по спинке профиля в косом срезе, что вызывает пульсацию термодинамических параметров — давления и температуры 48, 52, 53, 124]. Механизм генерации пульсаций параметров при конденсации в сопловых и рабочих решетках действует и при дозвуковых скоростях и вызывает опасные возмущающие силы. Таким образом, переход в зону Вильсона сопровождается специфическими нестационарными явлениями, в основе которых лежат флуктуационный механизм возникновения жидкой фазы и генерации конденсационной нестационарности, периодические отрывы пограничного слоя. В тех случаях, когда частота процесса конденсационной нестационарности близка или кратна частоте волн, возникающих при взаимодействии решеток, амплитуда пульсаций давлений (и температур) резко возрастает—имеет место резонанс и дополнительные возмущающие силы достигают опасного предела. [c.192]

Обработка опытного материала, проведенная В. М. Семейным на основе этого предположения, дала хорошие результаты [Л. 7-11]. Эти опыты проводились при конденсации водяного пара из воздушного потока, движущегося вдоль вертикальной етенки, причем температуры и концентрации Н2О были близки к тем значениям, которые могут иметь место в мокрых зонах водяных экономайзеров. Движение паровоздушной смееи характеризовалось развитым турбулентным режимом, причем обобщенные зависимости для суммарных коэффициентов переноса оказались близки к обычной критериальной зависимости для конвективного теплообмена при движении в прямых круглых трубах. Можно предположить, что аналогичный результат будет получен и для каналов с другими геометрическими характеристиками, если только будет исключено обратное попадание образовавщегося конденсата в газовый поток. [c.174]

Эффективность турбулентного переноса в нижней термосфере Сатурна оказалась, таким образом, почти в 100 раз сильнее, чем на Юпитере. Возможная причина состоит в определенном отличии тепловой структуры его стратосферы и мезосферы и более высоком уровне турбулизации, обусловленном процессом конденсации гелия, сопровождаемым его отделением от водорода в глубоких слоях и выпадением на ядро, с чем связывается наличие теплового потока из недр. Несомненный интерес представляет Табл. 1.3.1, в которой приведены наилучшие современные оценки величины коэффициента турбулентной диффузии I) на уровне гомопаузы для разных планет, относящиеся к периодам максимума солнечной активности. В основу ее положены данные, систематизированные в работе Атрейя и др.,1990), которые дополнены имеющимися сведениями об Уране и Нептуне. Как видим, наименьшие величины у Земли, Юпитера и Урана, а наибольшие у Марса, Сатурна и Титана, в то время как у Венеры и Нептуна промежуточное значение. Проведенное обсуждение подтверждает исключительно важную роль этого параметра в определении структуры и теплового режима верхней атмосферы планеты. Поэтому необходимо его более полное и физически обоснованное определение, которое непосредственно связано с детальным анализа самого процесса турбулентного переноса. [c.53]

В 80-х гг. в связи с конденсационными следами за авиационными двигателями и с проблемами авиационной экологии возникла необходимость изучения конденсационных процессов в турбулентных лабораторных и двигательных струях. Существенный вклад в их исследования внесла руководимая А.Б. Ватажиным группа ученых ЛАБОРАТОРИИ А.Ю. Клименко, В. А. Лихтер, В. И. Шульгин, А. А. Сорокин, А. Б. Лебедев и В. А. Мареев. Прежде всего, были проведены эксперименты но гомогенной и гетерогенной конденсации и конденсации на ионах в лабораторных турбулентных паровоздушных струях, разработаны методы управления конденсацией в них [21-23] и продемонстрировано влияние турбулентных пульсаций на ее развитие 24]. С учетом того, что пересыщение водяного пара в турбулентных паровоздушных струях в основном определяется смешением, развита методология, позволяющая предсказывать заведомо бесконденсацион-ные режимы истечения двигательных самолетных струй на основе данных но давлению и температуре водяного пара на срезе сопла и в окружающем пространстве [21,22. [c.467]

Для более глубокого анализа конденсационных процессов в турбулентных паровоздушных струях разработана физико-математическая модель, включающая уравнения газодинамики, термодинамический блок, дифференциальные модели турбулентности, модель жидко-ка-нельной нуклеации Френкеля-Зельдовича, моментные уравнения относительно функции распределения капель но размерам и модели осреднения источниковых членов (скоростей нуклеации) в турбулентном потоке [25-27]. Но полноте и совместному учету газодинамических, кинетических и турбулентных эффектов эта модель явилась заметным достижением в физической газовой динамике. На ее основе проведено численное моделирование гомогенной и гетерогенной конденсации и конденсации на ионах в лабораторных и двигательных [c.467]

Представлена физическая модель течения паровоздушной среды при наличии гомогенной конденсации, конденсации на ионах, массобмена капель с окружающей средой и обмена зарядом между каплями и ионной компонентой. В модели использовано кинетическое уравнение для распределения капель по размерам и зарядам. Па его основе получены моментные соотнопЕения и предложены приближенные способы их замыкания. Учтены собственные электрические поля, создаваемые ионной компонентой и заряженной дисперсной фазой. Указаны модификации уравнений турбулентного течения среды. Численно реализована одномерная модель, учитывающая ряд особенностей конденсационных и электрофизических процессов в реальных течениях. [c.678]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...