Теплоотдача при турбулентном пограничном слое

В 1958 г. опубликованы результаты экспериментального исследования теплоотдачи пластины при М = 1,7 — 4. Результаты опытов по оценке местных значений коэффициентов теплоотдачи при турбулентном пограничном слое хорошо описываются следующим уравнением [c.387]

Экспериментальные исследования обтекания непроницаемой поверхности ([38], ч. 2) показывают, что при определенных условиях шероховатость вызывает существенное увеличение коэффициента теплоотдачи. Вдув через пористую стенку приводит к уменьшению теплообмена. Для выяснения совместного воздействия вдува и шероховатости на теплоотдачу при турбулентном пограничном слое были проведены опыты в сверхзвуковой аэродинамической трубе для условий М = 2,5, Реж — = 7 10 , [c.468]

Подробнее с результатами исследований конвективной теплоотдачи при турбулентном пограничном слое можно познакомиться по книгам [16, 26, 25, 27, 49]. [c.294]

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ТУРБУЛЕНТНОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ [c.192]

Рис. 7-12. Влияние переменности физических свойств капельной жидкости на теплоотдачу при турбулентном пограничном слое. Sto —по формуле (7-37).

Прежде всего выберем удобное с точки зрения расчета выражение для коэффициента теплоотдачи при турбулентном пограничном слое на изотермической поверхности, обтекаемой потоком с постоянной скоростью вне пограничного слоя, например уравнение (11-10). Отвлечемся на некоторое время от специфических особенностей рассматриваемой задачи. Предложенный метод расчета в равной мере справедлив и для ламинарного пограничного слоя, хотя при этом основные допущения значительно менее правильны, чем при турбулентном пограничном слое. В любом случае обтекания изотермической поверхности потоком с постоянной скоростью вне пограничного слоя число Стантона можно записать в виде [c.296]

В гл. 11 мы получили приближенное уравнение для расчета теплоотдачи при турбулентном пограничном слое на теле вращения или внутри его—(11-30). Уравнение (11-30) должно быть также решением -уравнения при постоянных физических свойствах и малых скоростях массопереноса аналогично тому, как при постоянной скорости внешнего течения в качестве. 5 -уравнения использовалось уравнение (15-8). Тогда, подставив в уравнение (11-30) St = =g /G и Pr = )i./A и рассматривая лишь случай постоянной разности температур (исключив из уравнения to—toe), получим [c.385]

Согласно [Л. 13, 171, 195] местные коэффициенты теплоотдачи при турбулентном пограничном слое могут быть определены по уравнению [c.187]

Тепло- и массоотдача при испарении воды из металлической пористой пластины 1в продольный паровоздушный поток исследовалась на кафедре теоретических основ теплотехники МЭИ [Л. 86, 87]. Согласно этому исследованию средний коэффициент теплоотдачи при турбулентном пограничном слое может быть определен по уравнению [c.337]

Теплоотдача от жидкости к пластине определяется характером течения рабочего тела вдоль поверхности. Около пластины образуется пограничный слой, в котором движение может быть как ламинарным, так и турбулентным. Однако и при турбулентном пограничном слое у стенки имеется тонкий ламинарный подслой, представляющий собой главное термическое сопротивление. [c.431]

Теплоотдача пластины при турбулентном пограничном слое [c.330]

Расчет теплоотдачи пластины при турбулентном пограничном слое можно выполнить на основе теории динамического пограничного слоя с использованием интегрального соотношения количества движения, однако отсутствие надежных уравнений для определения напряжения трения на поверхности теплообмена затрудняет этот расчет и заставляет прибегать к информации, полученной из эксперимента. [c.330]

При турбулентном пограничном слое для воздуха средний и местный коэффициенты теплоотдачи определяются выражениями [c.359]

Интенсивность теплоотдачи существенно зависит от природы газа. Из формул (12.23) и (12.26) видно, что уменьшение молекулярного веса охладителя при прочих равных условиях ведет к уменьшению коэффициента теплоотдачи. Это положение иллюстрируется графиками (рис. 12.9), построенными по результатам опытного исследования теплоотдачи на пластине при турбулентном пограничном слое. Линия / соответствует вдуванию гелия в воздух, линия 2— воздуха в воздух. Высокая эффективность использования легких газов для уменьшения интенсивности теплообмена обусловлена, главным образом, большой величиной их теплоемкости. [c.421]

Рис. 2.35. Местная теплоотдача пластины, омываемой продольным потоком воздуха I - при ламинарном пограничном слое II - при турбулентном пограничном слое (м/с)

Интенсивность переноса теплоты зависит от режима движения жидкости в пограничном слое. При турбулентном пограничном слое перенос теплоты в направлении стенки обусловлен турбулентным перемешиванием жидкости. Однако непосредственно у стенки, в ламинарном подслое, теплота будет переноситься теплопроводностью. При ламинарном пограничном слое теплота в направлении стенки переносится только теплопроводностью. Ввиду того, что интенсивность теплоотдачи при турбулентном пограничном ело значительно выше, чем при ламинарном. [c.197]

На рис. 9.11 результаты экспериментального исследования местных коэффициентов теплоотдачи в трубе с Г = 12 и = = 0,75 для турбулентного режима течения сопоставлены с расчетом теплоотдачи по различным методикам. Линия 1 рассчитана для плоской стенки при турбулентном пограничном слое по формуле [c.188]

Рнс, 7-11. Теплоотдача пластины при турбулентном пограничном слое. [c.198]

Интенсивность теплоотдачи при ламинарном пограничном слое значительно меньше, чем при турбулентном. Обеспечение ламинарной формы течения в пограничном слое может являться методом тепловой защиты твердой поверхности, обтекаемой высокоскоростным потоком газа с большой температурой. [c.255]

При турбулентном пограничном слое 10 < < 2-10 теплоотдача пластины, обтекаемой воздухом, рассчитывается по формуле [c.212]

Следует отметить, что данные расчетные зависимости можно использовать в качестве предварительных расчетов, поскольку в общем случае А не является универсальной постоянной и зависит от длины волны колебаний и относительной амплитуды скорости. Результаты экспериментального исследования теплоотдачи в турбулентном пограничном слое при наличии продольных и поперечных колебаний в условиях вибрационного горения приведены в работе [75]. Исследование теплообмена проводилось в цилиндрической камере сгорания диаметром 127 мм и длиной 900 мм, работающей на смеси пропана и воздуха. Уровень звукового давления достигал 157 дБ. Частота колебаний изменялась в пределах 3800—4150 Гц. Резонансная частота колебаний соответствовала 4000 Гц. В камере сгорания возбуждались как продольные, так и поперечные колебания. Число Рейнольдса (Re ), определенное по диаметру камеры сгорания, изменялось в пределах (3,5 ч--т-4,3) 10 , что соответствовало числу Рейнольдса для пограничного [c.235]

Рис. 11-30. Изменение коэффициента теплоотдачи в турбулентном пограничном слое на пластине при вдуве гелия.

Формула для расчета местной теплоотдачи на плоской пластине при турбулентном пограничном слое, которая приводится в [1] и [5] [c.202]

При турбулентном пограничном слое местное значение коэффициента теплоотдачи вычисляется по формуле [c.207]

Теплоотдача при турбулентном пограничном слое. Аналитический расчет теплоотдачи в турбулентном слое представляет большие трудности вследствие сложности самого двихсения и сложности механизма переноса количества движения и теплоты. Особенностью турбулентного течения является пульсационный характер движения. На рис. 2.34 показана осциллограмма колебаний скорости в фиксированной точке турбулентного потока. Отклонеггие мгновенной скорости w от средней w называется пульсацией. Наличие пульсаций как бы увеличивает вязкость, и тогда полная вязкость турбулентного потока будет суммой двух величин — молекулярной вязкости и дополнительной турбулентной. Турбулентная вязкость ji,p не является физическим параметром теплоносителя, как коэффициент динамической вязкости, и характеризует интенсивность переноса количества движения в турбу-лентно.м потоке. Аналогично вязкости в уравнении движения, в дифференциальном уравнении энергии дополнительно к молекулярной теплопроводности появляется турбулентная теплопроводность характеризующая турбулентный перенос теплоты и также не являющаяся физическим параметром теплоносителя. [c.129]

Почему расчет теплоотдачи при турбулентном пограничном слое и 1П0СТ0ЯНН0Й скорости внешнего течения жидкостей с очень низкими числами Прандтля проще, чем аналогичный расчет при умеренных и высоких числах Прандтля Какое из рассмотренных замкнутых решений является наиболее подходящим для расчета теплообмена при низких числах Прандтля и почему [c.304]

Рис. 7-12. Местная теплоотдача пластины, омываемой, продольным потоком воздуха. / — теплоотдача при ламинарном пограничном слое (Ыи=0,ЗКеО,5 при Рг=0,7) // — теплоотдача при турбулентном пограничном слое (Ми=0,0255 Ке0,8 при Рг=0,7) / — ш-260 Л(/сгк 2 — 245 3 — 220 4-188 5-162 6—139 7-82.5 в - 62,5 9 - 42.3 /0-40.1 11— Ъ Л /2-15,4 /3-12,3

Рассмотренные выше количественные соотношения относятся, главным образом, к теплоотдаче при безнапорном обтекании пластины. Для ламинарного пограничного слоя градиент давления оказывает существенное влияние на интенсивность теплоотдачи при вдувании. Отрицательные градиенты давления при прочих равных условиях увеличивают поток теплоты к стенке, а положительные — уменьшают интенсивность теплообмена. При турбулентном пограничном слое влияние градиента давления на интенсивность теплообмена невелико и при расчете может не приимматься во внимание. [c.421]

Как следует из Л. 131], п )и использовании в виде определяющего размера продольной координаты х величина поправки меняется. В этом случае вместо (Тг/ о)° она равна (Тг/То) . В остальном формула для коэффициента теплоотда- 2,6 чи близка к формуле (7-39), рекомендованной для расчета теплоотдачи в потоке несжимаемой жидкости при турбулентном пограничном слое. [c.255]

Определение среднего коэффициента теплоотдачи по соотношению (3-17) имеет также то преимущество, что при этом расчетные уравнения (3-10) и (3-12) для средней теплоотдачи изотермической пластины оказываются обычно справедливыми с достаточной степенью точности для нахождения среднего коэффициента теплоотдачи пластины с переменным по длине температурным напором. Так, например, при таком методе расчета среднего коэффициента теплоотдачи для пластины с = onst поправки на неизотермичность составляют при ламинарном пограничном слое примерно -f6% при турбулентном пограничном слое +1 % [c.72]

По опытам Б. С. Петухова, А А. Детлафа и В. В. Кириллова множитель пропорциональности в выражении для локального коэффициента теплоотдачи от воздуха к пластине равен 0,0255 и, соответственно, для среднего коэффициента теплоотдачи 0,0319. Опыты А. Б. Амбразявичюса [2] с воздухом, водой и трансформаторным маслом подтверждают возможность введения множителя Рг° для сред с числами Прандтля, большими 1. При турбулентном пограничном слое металлических жидкостей, по расчетам, выполненным [c.229]

И-М. Поток воздуха, движущийся с постоянной скоростью, продольно обтекает плоскую изотермическую пластину. От передней кромки пластины нарастает лам,инарный пограничный слой. Рассмотрите два варианта. В первом случае переход от ламинарного пограничного слоя к турбулентному происходит при Re = 3- 10 а во втором—при Лед = 10 . Вычислите и постройте в логарифмических координатах зависимость числа Стантона от числа Рейнольдса (Rex) вплоть до Ред = 3-10в. Считайте, что переход от ламинарного пограничного слоя к турбулентному происходит скачкообразно п одном сечении (что в действительности не так). Число Стантона в области турбулентного пограничного слоя вычисляйте с помощью интегрального уравнения энергии, сопрягая в сечении перехода от ламинарного пограничного слоя к турбулентному соотвегствующие толщины потери энтальпии так же, как при выводе уравнения (11-29). Постройте также зависимость числа Стантона от числа Re для случая, когда турбулентный пограничный слой начинает развиваться непосредственно от передней кромки пластины. Определите координату j , от которой фактически развиваегся турбулентный пограничный слой, когда ему предшествует ламинарный. Как влияет на эту величину изменение критического значения Re, при котором происходит переход от ламинарного пограничного слоя к турбулентному Каково должно быть число Рейнольдса, чтобы коэффициент теплоотдачи к турбулентному пограничному слою можно было вычислять с точностью 2%, не учитывая влияние начального участка с ламинарным пограничным слоем [c.306]

В случае малоинтенсивных процессов тепло- и массообмена (когда At, Ар, а следовательно, и /п.с малы) значения а и Рр можно определить, пользуясь приближенной аналогией между процессами теплообмена и массообмена (см. предыдущий раздел). Если процессы тепло- и массообмена достаточно интенсивны, то аналогия между ними не выполняется. В этом случае средние коэффициенты теплоотдачи и массоотдачи при испарении воды со свободной поверхности или с поверхности пористой пластинки (при отсутствии углубления зоны испарения), омываемой продольным потоком влажного воздуха, в условиях, близких к адиабатическим при турбулентном пограничном слое, можно определить по уравнениям [21] [c.204]

Как показывают опыты и теория, при турбулентном пограничном слое переменность температуры поверхности стенки практически не сказывается на величине коэффициентов теплоотдачи. Формулы (7-35) и (7-36) можно попользовать и при переменной температуре поверхности стенки. При турбулентном пограничном слое не оказывает значительного влияния и начальный необогреваемый участок, и в этом случае для практических расчетов можно использовать формулы (7-35) и (7-36), однако в качестве определяющего линейного размера нужно брать длину, отсчитываемую от начала участка теплообмена. Если вся пластина занята турбулентным пограничным слоем (в случае высокой степени турбулентности набегающего потока, не-удобообтекаемости передней кромки), то изменение коэффициента теплоотдачи вдоль пластины имеет вид, изображенный на рис. 7-10. При наличии на передней части пластины ламинарного пограничного слоя коэффициент теплоотдачи изменяется по более сложному закону (рис. 7-11). В этом случае среднюю теплоотдачу рассчитывают отдельно для ламинарного и турбулентного пограничных слоев. [c.188]

В остальном формула для коэффициента теплоотдачи близка к формуле (7-35), рекомендованной для расчета теплоотдачи пластины в потоке несжимаемюй жидкости при турбулентном пограничном слое. Таким образом, и при больших скоростях газа развитие процесса теплоотдачи в начале трубы подобно развитию процесса теплоотдачи при обтекании пластины. [c.237]

Формула (11-19) требует опытной проверки. При использовании формул (11-18) и (11-19) определяющие параметры выбираются так же, как и при использовании формул (7-10) и (7-35). Для газов поправка (Ргж/Рг)°> равна единице. Интенсивность теплоотдачи при ламинарном пограничном слое значительно меньше, чем при турбулентном. Обеспечение ламинарной формы течения в пограиичном слое является достаточно эффективным методом тепловой защиты твердой поверхности, обтекаемой высокоскоростным потоком газа с большой температурой. Поэтому знание условий, определяющих переход ламинарного течения в турбулентное, имеет важное значение для практики. [c.237]

Подробный анализ известных в технической литературе зависимостей среднего коэффициента теплоотдачи при течении теплоносителя через шаровые твэлы показал, что теплообмен детально изучен лишь для областей ламинарного и смешанного режимов течения (Re = 24-2-10 ). Среди наиболее известных работ следует отметить работу 3. Ф. Чуханова, предложившего теоретическое решение Для теплообмена в области безотрывного течения турбулентного пограничного слоя в диапазоне чисел Re =10- 2 102 [c.67]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...