Средняя по сечению потока температура жидкости

СРЕДНЯЯ ПО СЕЧЕНИЮ ПОТОКА ТЕМПЕРАТУРА ЖИДКОСТИ [c.169]

Так как по сечению потока температура меняется, то за температуру потока Гж обычно принимают температуру жидкости на достаточно большом удалении от стенки (или среднюю температуру в данном сечении потока). [c.130]

В 3 и 6 были рассмотрены идеальные процессы. На практике при движении жидкостей или газов в каналах проявляется влияние свойства вязкости и внешних по отношению к потоку сил трения на стенках канала. Это влияние сильно возрастает для длинных каналов, в связи с этим характерно стремление делать короткие сопла. С другой стороны, при очень коротких соплах сильно нарушается равномерность распределения скоростей, возникают резко выраженные неравномерные пространственные движения с возможными отрывами потока от стенок и появлением карманов с противотоками. Не только основные размеры и соответствующий градиент давления, но и форма контуров канала оказывают большое влияние на распределение скоростей внутри канала. Необходимо также учитывать шероховатость стенок канала и в некоторых случаях тепловые потоки сквозь их стенки (например, в соплах ракетных двигателей движущийся газ имеет температуру порядка 3000° К). В сверхзвуковых потоках основным источником потерь и неравномерностей могут являться скачки уплотнения. Внутри сопла такие скачки могут образовываться в зависимости от некоторых геометрических свойств контура канала и независимо от формы канала на нерасчетных режимах истечения (см. 6). В связи с этим в значениях средних по сечению характеристик потока в сопле могут наблюдаться отклонения от значений, рассчитанных но идеальной теории, изложенной в 3 и 6. [c.93]

При k < 0,01 формула (8.7) обобщает режимы с ухудшением теплоотдачи вне зависимости от величины k. Максимум температуры стенки возникает в сечениях трубы с температурой жидкости ниже псевдокритической на несколько градусов. Вероятно, ухудшение теплоотдачи при k < 0,01 связано с влиянием переменности физических свойств по сечению потока на процессы турбулентного переноса. При к = 0,01 -н 0,4 под влиянием естественной конвекции происходит дополнительное снижение теплоотдачи. Максимумы температуры стенки возникают в сечениях трубы, где средняя температура ниже псевдокритической на 15—20° С и более. При к 0,4 снижение теплоотдачи под влиянием естественной конвекции вырождается и может наступить улучшение теплоотдачи. i В формулах (8.7), (8.8) Nu, Nuo — числа Нуссельта, рассчитанные по среднемассовой температуре [Nuq находится по формулам (4.1), (4.2)1 Ср = ( , — — — T y) — среднеинтегральная теплоемкость теплоносителя в ин- [c.105]

Измерялись турбулентные пульсации температуры при течении жидкого металла и воды в трубе. Амплитуды пульсаций температуры в турбулентном потоке удовлетворяют закону нормального распределения Гаусса. Обнаружено изменение амплитуды пульсаций по радиусу, которое в области максимальных амплитуд качественно согласуется с гипотезой, что величина пульсаций пропорциональна длине пути перемешивания и градиенту осредненного температурного поля. Во всех точках турбулентного потока интенсивность пульсаций снижается с ростом числа Re. Средняя частота пульсаций слабо изменяется по сечению потока. Обнаружены пульсации температуры в пристенном слое и в стенке трубы. Показано, что толщина пристенного слоя случайным образом беспрерывно изменяется, однако этот слой полностью не исчезает. При стационарном теплоподводе процесс передачи тепла через пристенный слой жидкости и поверхность теплообмена являются квазистационарными. Обнаружено возрастание средней частоты пульсаций температуры в стенке и в потоке жидкости от нулевых значений (при Re<2000) до гц (при Re 2 300), что указывает на возникновение турбулентного режима течения. [c.329]

В соотношениях (2-78) — (2-84) а — коэффициент теплоотдачи Хс, Ус Z — координаты точек поверхности теплообмена (стенки) /о — характерный линейный размер /i, /г,. ... In — другие линейные размеры поверхности теплообмена wo — скорость жидкости или газа (в трубах и каналах это обычно средняя по сечению скорость или скорость на входе при внешнем обтекании тел — скорость набегающего потока вдали от тела) At — разность между температурой стенки и температурой жидкости (газа) Я — коэффициент теплопроводности а — коэффициент температуропроводности v = [x/p — кинематический коэффициент вязкости Л — динамический коэффициент вязкости р — плотность Ср — теплоемкость 3 — температурный коэффициент объемного расширения жидкости (газа) [c.158]

Для приближенного расчета движения жидкости или газа по тру бам можно отвлечься от весьма сложных деталей этого движения (об этом будет сказано в заключительных главах) и удовольствоваться следующей упрощенной схемой. Примем поток за одномерный, т. е. будем пренебрегать изменением величины и направления скорости, а также изменениями других элементов потока (давления, плотности, температуры и др.) по сечению, перпендикулярному к оси потока будем лишь учитывать изменение средних по сечениям величин и, р, р, 7" и др. в зависимости от координаты х, определяющей положение сечения вдоль оси трубы. Площадь сечения А будем считать заданной функцией х. Отвлечемся от сил трения внутри жидкости и жидкости о стенку, а также от теплопроводности иными словами, как повсюду в настоящей главе, будем считать жидкость идеальной. [c.198]

Следует заметить, что в формуле (3-1) р есть местное (в малом сечении) значение плотности. В формуле же (3-5) р есть средняя плотность в большом сечении потока. Различие в плотности по сечению потока может быть вызвано разными причинами, например, различными температурами в каждой точке потока (течение расплавленного металла, движение жидкости в теплообменниках и т. п.). [c.29]

При теплообмене температура движущейся жидкости изменяется не только по сечению потока, но и вдоль по течению. Если необходимо вычислить среднюю по поверхности теплообмена плотность теплового потока, то в формулу Ньютона — Рихмана (4-1) подставляют средние. значения расчетных величин. Поэтому необходимо [c.164]

Установим закон изменения средней по сечению температуры жидкости вдоль трубы. Составим условие теплового баланса для участка трубы длиной Ал (рис. 12-20). Через левую поверхность на участок входит Тепловой поток, вносимый жидкостью с температурой Ь, часть его уходит через боковую цилиндрическую поверхность за счет теплоотдачи, остальное— через правое попе вечное сечение с жидкостью, имеющей температуру O-j-Aft [c.274]

Проблема турбулентности возникла в середине прошлого века, когда между теоретической гидродинамикой (с ее уравнениями Навье-Стокса) и прикладными задачами о течении жидкости или газа обнаружилось множество противоречий. Например, экспериментаторам было известно, что при достаточно больших скоростях течения жидкости по трубе сопротивление движению должно расти как квадрат средней (по сечению) скорости (закон Шези). Из теории же следовало, что сопротивление растет пропорционально первой степени скорости (закон Пуазейля). Первый шаг к примирению этих противоречий сделал О. Рейнольдс, опубликовавший в 1883 г. работу о результатах опытов с окрашенными струйками в потоке, где он ввел число Ке = УО/и В — диаметр, V — скорость, р — кинематическая вязкость) и впервые связал закон Пуазейля с ламинарным течением жидкости, а закон Шези с турбулентным движением. Он установил, что ламинарное движение устойчиво только при Ке < 2000, а при больших числах Ке возникает турбулентность. Так, для воды, текущей по трубе диаметром 1 см при комнатной температуре, ламинарный режим, как правило, кончается уже при средней скорости течения 30 см/с. [c.494]

Во все формулы для определения величины теплового потока входит значение температуры жидкости, которая в большинстве случаев распределяется неравномерно как по сечению канала, так и по его длине. В связи с этим в технических расчетах под температурой жидкости понимают среднюю температуру потока, которая определяется следующим образом. [c.427]

Если температура потока жидкости изменяется не только по сечению, но и по длине канала, то необходимо производить ее усреднение также и вдоль течения жидкости. Обозначим среднюю температуру стенки /ст. среднюю температуру жидкости у входа в канал — а у выхода — тогда усредненная температура потока по длине канала может быть определена по формуле [c.428]

В этом методе весьма важно правильно измерить среднеинтегральную температуру Т, что, вообще говоря, связано с известными трудностями, так как там, где подводится (отводится) тепло, температура неизбежно распределена неравномерно. Для измерения среднеинтегральной температуры жидкости или газа либо организуют тщательное их перемешивание, либо (что чаще всего) измеряют температуру в нескольких точках поперечного сечения потока с по- следующим их осреднением. Еще более сложно эта задача решается в случае, когда тепло воспринимается твердым телом. В этом случае задачу осреднения температуры решают чаще всего путем специального выбора места расположе-.ния термопары — ее располагают в том месте, где температура наиболее близка или, в лучшем случае, равна среднеинтегральной температуре. Например, при линейном изменении температуры по толщине пластины, взятой в качестве тепловоспринимающего тела, термопару следует располагать в среднем сечении пластины. В случае произвольного расположения термопары при определении теплового потока либо отождествляют измеренную температуру с расчетной, предварительно приняв меры к уменьшению возможной погрешности из-за этого допущения (уменьшенные размеры тела, использование материала с высокой теплопроводностью), либо проводят предварительную тарировку всего устройства для измерения теплового потока. [c.273]

С помощью уравнений (8-24), (8-25), табл. 8-1 и зависимостей для ог и о можно определить разности температур стенок канала и средней массовой температуры жидкости при произвольной комбинации плотностей теплового потока на стенках. По этим же зависимостям можно рассчитать теплообмен при одновременном обогреве одной стенки канала и охлаждении другой. В последнем случае достаточно просто изменить знак вектора плотности теплового потока на охлаждаемой стенке. Средняя массовая температура жидкости, как и во всех задачах теплообмена с постоянной плотностью теплового потока на стенке, определяется по тепловому балансу на участке от входа в трубу до рассматриваемого сечения. [c.145]

Местное число Нуссельта определяется следующим образом. Сначала путем интегрирования уравнения (8-44) от О до х+ вычисляется общий тепловой поток, передаваемый до рассматриваемого сечения. Затем по тепловому балансу определяется средняя массовая температура жидкости в сечении х+. [c.171]

Приближенный анализ течения газа или жидкости в трубах и каналах может быть выполнен методами гидравлики. При этом поток характеризуется средними по живому сечению канала скоростью, температурой, давлением и плотностью, изменяющимися в направлении движения. При изучении течения в каналах и трубах методами гидравлики исследуются изменения средних характеристик вдоль потока, что позволяет рассматривать реальное сложное течение как одномерное. В дальнейшем, рассматривая течение газа через вентилируемые аппараты, будем считать их установившимися и применим для их изучения методы гидравлики. [c.63]

Для практики важно иметь возможность рассчитывать тепловой поток Q на внутренней поверхности трубы заданной длины, для чего необходимо знать средний (по длине) температурный напор. Найденная выще величина представляет собой местный температурный напор для некоторого значения координаты х. Для нахождения среднего температурного напора умножим обе части соотношения (12-49), записанного для на разность средних температур жидкости в сечениях с х—1 и равную — с) —( 0— с) = =11— 0, и преобразуем полученное выражение так, чтобы левая часть его представляла собой разность энтальпий на входе и выходе трубы, а правая — тепловой поток через стенку трубы [c.275]

Рис. 4-7. Графики средних по сечению потока температуры газа по смоченному термометру (/, 2) и температуры жидкости (3, 4) в аппарате с цлоско-параллельной насадкой из мипласта I, —расчет по [26J 2, 3 — расчет по приложению о

Граница между структурами пар в жидкости и дисперсно-кольцевой структурой потока в [2] определена как ф > 0,9. Наши оценки этой границы по критической скорости пара 19] согласуются с рекомендацией [2]. Для дисперсно-пленочной структуры потока [(1 — ф) <0,1] обработка и представление данных в функции средних по сечению потока истинных объемных паросодержаний носят условный характер, так как нри условии только жидкостной проводимости потока в генерировании участвует пленка жидкости, передние влагосодержания потока по пленке меньше средних по сечению канала. Однако такая обработка дает возможность сравнить результаты с предельной зависимостью (2). Из фиг. 1 видно, что в такой обработке наши результаты для (1 — ф) < 0,1 лежат правее предельной зависимости (2) и, следовательно, проводимость дисперсно-кольце-вого парокалиевого потока при температурах - 1050° К ниже проводимости потока, которую может обеспечить жидкая фаза двухфазного потока при условии, что она вся контактирует можду собой и электродами. Приведенное выше косвенное доказательство того, что наши данные получены без влияния магнитного поля (влияние пондермоторных сил пренебрежимо мало), позволяет предположить, что отклонение от предельной зависимости вызвано лишь уносом жидкости в ядро потока. [c.9]

Из рис. 5 видно, что при небольших критических тепловых нагрузках, соответствующих малым недогревам до температуры насыщения, средние по сечению истинные объемные паросодержания составляют 0.88—0.95. При таких больших объемных паро-содержаниях основная масса пара должна находиться в ядре потока, структура которого условно представлена на рис. 5, а. Если предположить, что при такой структуре потока вся жидкость сосредоточена в пристенном слое, то толщина пленки жидкости, равная в этом случае 0.5d (1 — -р), должна составлять не более 0.2 мм. [c.77]

Следует подчеркнуть, что решение сопряженной задачи связано с большими трудностями, поскольку в каждом конкретном случае необходимо иметь решение полной системы уравнений как для потока жидкости, так и для рассматриваемого тела. Поэтому для практических расчетов тепловых процессов (как и в случае гидравлических расчетов) трехмерное течение потока жидкости заменяют одномерным при этом вводится понятие коэффициента теплооотдачи, учитывающего основную специфику трехмерного течения. Для практических расчетов важно иметь функциональную связь между температурой поверхности Т , средней температурой жидкости Tf (средней по сечению для канала или температурой жидкости вдали от тела — для пограничного слоя) и плотностью теплового потока на поверхности тела, т. е. [c.22]

На некотором расстоянии от входа в трубу и далее вниз по потоку между жидкостью и стенками происходит стабилизованный теплообмен. Это — конвективный теплообмен в трубе на таком удалении от сечения, после которого сохраняется определенный закон изменения граничных условий на стенке по длине, что поле температуры практически не зависит от характера распределения температуры и скорости в этом сечении. Когда свойства жидкости постоянны прн некоторых типах граничных условкй на стенке (например, при постоянной температуре стенки или постоянной плотности теплового потока на стенке), распределение температуры (отсчитанной от температуры стенки) по сечению потока при стабилизованном теплообмене остается подобным самому себе в различных сечениях трубы. При этом коэффициент теплоотдачи, отнесенный к местному температурному напору, не изменяется по длине трубы. От входа в трубу и далее вниз пО потоку на длине теплового начального участка локальный и средний а коэффициенты теплоотдачи уменьшаются, так как на этом [c.205]

На рис. 10-4 показано распределение температуры по сечению потока при Ре = 1, рассчитанное по уравнениям (10-14). Вследствие теплопроводности вверх по потоку температурное поле в успокоительном участке, как видно из рисунка, не является однородным. Изменения 9 по длине при различных значениях Ре представлены на рис. 10-5, 0 тем выше, чем меньше Ре. При достаточно малых Ре заметный рост 0 наблюдается уже в успокоительном участке. С увеличением Ре средняя температура жидкости стремится к предельным значениям 0 = 0 при Л О и = 4р — - при Х>0, которые соответствуют пренебрежимо малому [c.204]

Для измерения температуры поверхности опытной трубы установлены четыре хромель-копелевые термопары. Горячие спаи термопар приварены с внутренней стороны в среднем сечении трубы в разных точках по периметру, так как восходящий поток жидкости в сосуде имеет поперечное направление. Холодный спай, общий для всех термопар, помещается в рабочем объеме сосуда с термостатированной жидкостью. Следовательно, термопары измеряют избыточную температуру стенки опытной трубы относительно окружающей среды. Термо-ЭДС термопар измеряется цифровым вольтметром типа Щ1413. Нахождение по термо-ЭДС температуры осуществляется по градуировочной табл. 3.1. [c.152]

R.AL - ОБ ЕМНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ И ТЕПЛОПРОЮДНОСТЬ L 0 - ТЕМПЕРАТУРА ЖИДКОСТИ НА ВХОДЕ V - СРЕДНЯЯ СКОРОСТЬ NR.NZ - ЧИСЛО УЗЛОВ СЕТКИ ПО R И ПО Z MV - ЧИСЛО СЕЧЕНИЙ ПО ОСИ Z, В КОТОРЫХ ПЕЧАТАЕТСЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ZV(MV) - КООРДИНАТЫ СЕЧЕНИЙ ВЫВОДА РЕЗУЛЬТАТОВ IPR - ПРИЗНАК ГРАНИЧНОГО УСЛОВИЯ НА СТЕНКЕ ( 1-ТЕМПЕРАТУРА, 2-ТЕПЛОВОЙ ПОТОК ) [c.167]

На рис. 26.1 для иллюстрации показан частный случай (для турбулентного потока охлаждаемого перегретого пара в трубе d = = 40 мм) распределения температур и скоростей по сечению трубы (профили скоростей и температур). Из рассмотрения профилей непо-срелственно следует, что нельзя говорить о температуре жидкости в целом, можно лишь говорить о ее среднем значении в данном сечении. [c.330]

Распределение скоростей по сечению трубы при вязкостном режиме течения отклоняется от параболического. Это объясняется изменением вязкости по сечению вследствие неизотермичности потока. Распределение скоростей зависит также от того, происходит нагревание или охлаждение жидкости. При одинаковой средней температуре потока при нагревании жидкости ее температура у стенки будет больше, чем при охлаждении. Чем больше температура жидкости, тем меньше ее вязкость, а следовательно больше скорость около стенки я больп1е теплоотдача. [c.339]

Если на поверхности трубы поддерживается постоянная плотность теплового потока зс= onst, что имеет место на практике, например, в случае равномерного электрического обогрева трубы, то средняя по длине температура жидкости всегда определяется как среднеарифметическое из значений средних температур в начальном и конечном сечении трубы, т. е. по (3-32а). [c.79]

Средняя температура жидкости в трубе (канале) = 0,5 + t i), причем под температурой жидкости понимается средпее по сечению значение, которое может быть измерено после тщательного перемешивания потока без подвода (отвода) тепла. [c.209]

Рассмотрите ламинарное гидродинамически стабилизированное течение в круглой ирубе с равномерным то сечению трубы распределением температуры жидхости. В некотором сечении +=0 температура стенки скачкообразно увеличивается на величину а относительно темпв1ратуры жидкости ш этом сечении. Затем температура стенки сохраняет это значение до x+=x+i, где она вновь скачкообразно увеличивается на величину Ь, а затем опять остается неизменной. Выведите общее выражение для плотности теплового потока на стенке и средней массовой температуры жидкости 9т на части трубы вниз по течению от места второго ступенчатого изменения температуры стенки. Примените теорию теплообмена при переменной температуре поверхности. [c.181]

В качестве определяющей температуры принимается средняя температура жидкости в рассматриваемом сечении. Неизотермичность в поперечном сечении потока учитывается отношением чисел Прандтля при соответ-ствующ их температурах. Средняя теплоотдача определяется по уравнению (3-25). Данные, полученные для предельного значения критерия Нуееельта, согласуются с теоретическим значением в условиях постоянного теплового потока на стенке (см. ур. (3-7)). [c.165]

Область П охватывает участок канала от сечения, где температура стенки сравнялась е Г , до сечения, где действительное паросодержание в канале стало отличным от нуля. Температура стенки в конце области 11 равна температуре начала кипения (см. п. 1.17.3), = Г к > Т , а среднемассовая энтальпия потока h остается меньше энтальпии насыщения И т е. жидкость в среднем по-прежнему недогретадо Т . Параметры потока в области 1 с достаточной точностью можно рассчитывать (как и в области I) по формулам однофазного теплообмена (п. 1.17.3). В областях / и // относительная энтальпия Лд < 0. [c.102]

Область V — область равновесного течения смеси, начинающаяся от сечения, где средняя температура жидкости сравнялась с Г,, и заканчивающаяся сечением, где наступает новая неравновес-ность в потоке движутся перегретый пар и насыщенная жидкость. В этой области происходит по- [c.102]

До сих пор предполагалось, что движение жидкости носит изотермический характер (рис. 1-19, кривая 1), т. е. что температура жидкости во всех точках потока одинакова. В условиях теплообмена движение жидкости является неизотермическим, так как температура жидкости изменяется по сечению и по длине трубы. С изменением температуры изменяется вязкость ж1идкости, что оказывает влияние на картину распределения скоростей в сечении трубы, причем это влияние различно в зависимости от направления теплового потока (рис. 1-19). При охлаждении жидкости ее температура у стенки ниже, а вязкость выше, чем в середине сечения трубы, поэтому скорость течения жидкости у стенки меньше, а в середине сечения — больше в сравнении с изотермическим режимом (кривая 2). При нагревании жидкости имеет место обратная картина скорость течения жидкости у стенки выше, а в среднем сечении ниже в сравнении с изотермическим режимом (кривая 3). Таким образом, при наличии теплообмена параболическое распределение скоростей в условиях ламинарного течения жидкости нарушается. [c.55]

Уравнение (12-5) устанавливает связь между температурным полем в жидкости и коэффициентом теплоотдачи. Таким образом, если температурное поле в жидкости найдено, то, вычислив градиент температуры жидкости на ее границе с твердой-поверхностью (стенкой) можем по уравнению р (12-5) найти коэффициент теплоотдачи. Знап ие температурного поля позволяет определить и плотность теплового потока на стенке по уравнению (12-2) можно найти также температуру в любой интересующей нас точке жидкой среды, вычислить среднюю температуру жидкости в сечении канала и найти другие величины, которые могут представить практический интерес. Вот почему основной задачей теории конвективного теплообмена является задача об определении температурного поля в жидкости. [c.217]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...