Исследование теплоотдачи при свободной конвекции

Исследование влияния вибрации сферы на теплоотдачу при свободной конвекции показало, что основным параметром, влияющим на теплоотдачу, является колебательное число Рейнольдса = udp/fi, где и = 60У 2лА/4/. Экспериментальные данные для сфер диаметром 19,05 и 25,4 мм в диапазоне частот колебаний [c.169]

Первые экспериментальные данные по теплоотдаче при свободном движении ртути около вертикального цилиндра были получены в работе [4]. В дальнейшем теплоотдача при естественной конвекции различных жидких металлов изучалась в работах [7—11]. В работе [7] изучалась теплоотдача к ртути, олову, эвтектике РЬ—Bi и натрию при естественной конвекции около горизонтальных цилиндров диаметром 25, 65 и 85 мм и вертикальных плит высотой 65 и 101 мм. Результаты этих опытов, а также данные исследования [4] по ртути приведены на рис. 9.1 здесь же построена кривая, описываемая формулой Лоренца [c.212]

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]

Экспериментальные и аналитические исследования петлевых контуров с естественной конвекцией начались с ранней работы Шмидта в Германии. Как и при свободной конвекции в больших объемах, результаты исследований на контурах показывают увеличение теплоотдачи в критической точке по сравнению с некритическими жидкостями при аналогичных условиях теплопередачи. [c.76]

Следовательно, при исследовании теплоотдачи в условиях свободной конвекции н вертикальной пластине с турбулентным пограничным слоем можно использовать формулу, предназначенную для касательных напряжений на пластине с турбулентным пограничным [c.179]

Перечисленные обстоятельства привели к тому, что многие задачи свободной конвекции в неограниченном пространстве были решены экспериментально. Были проведены исследования с воздухом, водородом, углекислотой, вод й, анилином, глицерином, четыреххлористым углеродом, различными маслами и др. (во всех случаях Рг 0,7). Теплоотдача в указанных кидкостях определялась для тел различной формы и размеров (диаметр проволок и труб изменялся от 0,015 до 245 мм, диаметр шаров— от 30 мм до 16 м, высота пластин и труб от 0,25 до 6 м). Теплоотдача в газах измерялась при различных давлениях от 0,003 до 7 МПа. [c.181]

Следовательно, при исследовании теплоотдачи в условиях свободной конвекции на вертикальной пластине с турбулентный пограничным слоем можно использовать формулу (24.86), предназначенную для касательных напряжений на пластине с турбулентным пограничным слоем в условиях вынужденной конвекций, так как и в первом, и во втором случаях законы распределения скорости у стенки одинаковы. [c.333]

Исследование влияния вибрации и вращения поверхности нагрева. Выше было показано влияние искусственной турбулизации потока на интенсивность конвективного теплообмена. Создание закрученного потока повышает скорость движения потока жидкости, что приводит к увеличению интенсивности теплоотдачи. Такого же увеличения скорости можно достигнуть не за счет движения среды, а за счет движения поверхности теплообмена. Так, при вращении цилиндра в неограниченном объеме частицы жидкости вследствие вязкости вовлекаются в круговое движение. Частицы жидкости, находящиеся на поверхности, движутся с такой же скоростью, с какой вращается контур цилиндра по мере удаления от поверхности скорость движения жидкости уменьшается, а вдали от нее практически отсутствует. Вращение цилиндров производится электромотором через шкив или мотор постоянного тока, позволяющие изменять скорость вращения. Вращение цилиндра приводит к значительному увеличению скорости обтекания цилиндра, а следовательно, его теплоотдачи. При этом увеличение скорости не сопровождается повышением гидравлического сопротивления, определяемого формой тела. Опытное исследование теплоотдачи одиночных цилиндров при их вращении и вибрации проводилось в ряде работ Л. 3, 4] в условях свободной, вынужденной, а также при одновременном действии обоих видов конвекции. Общий эффект теплоотдачи определяется всеми указанными факторами. При обработке опытных данных имеется возможность сохранить вид прежних расчетных уравнений и с учетом интенсификации конвективного теплообмена дополнительной скоростью. [c.223]

Излагаются результаты экспериментального исследования перегревов, теплоотдачи и критических тепловых потоков при кипении сплава натрий-калий эвтектического состава в условиях свободной конвекции. [c.365]

Третий случай — течение в горизонтальной трубе при нагревании нли охлаждении жидкости. В этом случае под действием свободной конвекции частицы жидкости движутся в плоскости, перпендикулярной к оси трубы, а под действием вынужденной конвекции эти же частицы одновременно перемещаются вдоль оси грубы. При нагревании, вследствие разности плотностей, у стенки возникнут восходящие токи жидкости, а в середине трубы — нисходящие (рис. 16-6). При охлаждении жидкости движение носит обратный характер. Движение жидкости в горизонтальной трубе, возникающее в результате взаимодействия вынужденной и свободной конвекции, можно схематически представить как бы происходящим по двум винтовым линиям, причем по одной из них вращение направлено по часовой стрелке, а по другой — против часовой стрелки. Вопрос об устойчивости такого течения практически не исследован. О нем можно лишь косвенно судить по некоторым измерениям теплоотдачи (см. 16-3). [c.319]

Надо заметить, что экспериментальных результатов для малых чисел Ре, полученных на продольно-обтекаемых пучках, вообще очень немного. Можно отметить одну работу [15], где приводится теплоотдача пучка с относительным шагом / =1.15. Для всех остальных исследованных пучков минимальное число Ре существенно больше 100. Минимальные числа Ре в [13, 14] (см. табл. 7. 2) несколько ниже, но тоже достаточно велики. В пучках с малым относительным шагом влияние свободной конвекции из-за малого линейного размера будет слабым, а малые (при прочих равных условиях) температурные напоры в сочетании с большим продольным градиентом температуры сильно усложняют измерения. [c.123]

Развитое турбулентное движение устанавливается лишь при Re Ю . При этом процесс перемешивания частиц жидкости протекает настолько интенсивно, что по сечению турбулентного ядра потока температура практически остается постоянной. Резкое изменение температуры наблюдается лишь внутри пограничного слоя (см. рис. 14.2). Естественно, что при подобном распределении температуры развитие свободной конвекции становится невозможным и процесс теплоотдачи полностью определяется только факторами вынужденного движения. В результате анализа и обобщения опытных исследований, проведенных с различными жидкостями (кроме жидких металлов) в широком диапазоне изменения их параметров для прямых гладких труб, рекомендуется следующая формула [2, 10] [c.247]

Обширные исследования теплоотдачи при вязкостном и вязкостно-гравитационном режимах были проведены Б. С. Петуховым, Е. А. Крас-нощеко вым, Л. Д. Нольде и др. [Л. 123, 149, 150, 151 и др.]. В экспериментах, проведенных с водой при <7 = onst, получено [Л. 151], что вследствие свободной конвекции температура стенки горизонтальной трубы может существенно изменяться по периметру в условиях нагрева жидкости на верхней образующей она значительно выше, чем на нижней. В случае необходимости проведения тщательных расчетов теплоотдачи при вязкостно-гравитационном течении следует обратиться к цитированным работам. [c.213]

Полученные авторами опытные данные сопоставляются далее с данными исследований теплоотдачи при кипении калия в большом объеме и трубах различных диаметров, приведенными в работах [5—8]. Данные Бониллы из работы [5] для давления насыщения 2—10 мм рт. ст., по.иученные в условиях вакуума (рис. 3, а), хорошо осредняются предложенной зависимостью (6) для расчета теплоотдачи в условиях свободной конвекции. [c.254]

ТЕПЛООБМЕН — самопроизвольный необратимый процесс переноса теплоты, обусловленный градиентом темп-ры. В общем случае перенос теплоты может также вызываться неоднородностью полей др. физ. величин, напр, градиентом концентраций (см. Дюфура эффект). Различают след. виды Т, тепмпроводпость, конвекция, лучистый теплообмен, Т. при фазовых превращениях на практике Т. часто осуществляется неск. видами сразу. Т. определяет или сопровождает мн. процессы в природе (напр., эволюцию звёзд и планет, метеорологич. процессы на поверхности Земли и т. д.), в технике и быту. Во мн. случаях, напр, при исследовании процессов сутки, испарит, охлаждения, диффузии, Т. рассматривается совместно с массо-обменом. Т. между двумя теплоносителями (газами, жидкостями) через разделяющую их твёрдую стенку или через поверхность раздела между ними наз. теплопередачей. ТЕПЛООТДАЧА—теплообмен между поверхностью твёрдого тела и соприкасающейся с ней средой — теплоносителем (жидкостью, газом). Т. осуществляется конвекцией, теплопроводностью, лучистым теплообмеио.м. Различают Т. при свободном и вынужденном движении теплоносителя, а также при изменении его агрегатного состояния. Интенсивность Т. характеризуется коэф. Т,— кол-вом теплоты, переданным в единицу времени через единицу поверхности при разности темп-р между поверхностью и сре- [c.79]

Течение в вертикальных трубах при совпадении вынужденной и свободной конвекции у стенки. Этот случай исследован более полно, чем другие. На рис. 16-9 показаны результаты измерений теплоотдачи, проведенных нами совместно с Л- Д- Нольде [Л. 4]. При вычислении [c.324]

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]

Продолжая наше рассмотрение околокритических жидкостей, естественно связать ламинарное течение со свободной или естественной конвекцией. Когапел и Смит [31] аналитически рассмотрели вопрос о возможности ламинарного режима течения в трубах. Никакого сравнения экоперименталвных результатов по ламинарным течениям с этим исследованием не проводилось (возможно, из-за отсутствия таких данных). Тем не менее эта работа представляется очень важной, поскольку аналитически удалось предсказать появление максимума и минимума коэффициентов теплоотдачи в различных сечениях труб. В работе [31] дано сравнение с решением при постоянных свойствах жидкости и строго показана нео>биХодимость учета изменения свойств. [c.88]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...