Коэффициент теплоотдачи в слое с внешним

Фиг. 9.17. Коэффициент теплоотдачи в псевдоожиженном слое с внешним

Закон теплоотдачи при свободной конвекции изменяется при достаточно больших значениях числа Gr независимо от размеров тела. Физически это изменение связано с тем, что ламинарный характер течения около поверхности нагрева в целом нарушается и возникает так называемая тепловая турбулентность. Пр и этом режиме течения около поверхности существует вязкий слой, с внешней стороны которого срываются турбулентные вихри. Характер движения жидкости становится в среднем (статистически) одинаковым для различных частей поверхности теплообмена, и коэффициент теплоотдачи перестает зависеть от размеров тела. Это описывается формулой [c.220]

Простейшая методика расчета для более сложных задач, а именно течений с градиентом давления вдоль неизотермических поверхностей, использует свойство консервативности (универсальности) законов теплообмена (1.8) и (1.9). Обоснованием этого свойства является важная, особенность формул (1.8) и (1.9) они связывают местные значения коэффициента теплоотдачи и толщины потери энтальпии и в отличие от соотношений типов (1.10), (1.11) не содержат продольной координаты X. Предполагается, что особенности изменения вдоль х температуры стенки и давления (скорости) внешнего потока достаточно полно учитываются при решении интегрального уравнения теплового пограничного слоя. Пример такого расчета и соответствующая программа для ЭВМ приведены в п. 5,3.3. [c.42]

Котел по схеме 5.24, в имеет минимальные высоту и габариты в в плане по сравнению с другими схемами, так как в топке приняты скорости до 10 м/с, а поверхности нагрева, расположенные во внешнем теплообменнике со стационарным кипящим слоем, работают с большими коэффициентами теплоотдачи. Здесь процессы горения и теплообмена полностью разделены, что позволяет снижать нагрузку котла до минимума (10%), сохраняя расчетные параметры пара, эффективность горения и связывания вредных оксидов. [c.223]

Распределение температуры стенки по длине и радиусу теплообменного аппарата с витыми трубами можно определить, используя различные методы расчета пограничного слоя при заданном внешнем течении, которое рассчитывается при решении системы уравнений, описывающих течение гомогенизированной среды. Это могут быть численные методы расчета либо методы, основанные на приближенной замене исходной системы двумерных уравнений системой одномерных уравнений. Последние методы являются в ряде случаев более простыми и удобными, поскольку для их уточнения можно использовать опытные данные по коэффициентам теплоотдачи и гидравлического сопротивления, полям скорости и температуры. Такой метод расчета пограничного слоя был разработан в работе [15]. В этом методе одномерные уравнения решаются с использованием быстро сходящихся последовательных приближений. Для замыкания системы уравнений при расчете пограничного слоя по этому методу в гл. 4 экспериментально обосновываются связи между безразмерными параметрами для расчета теплообмена и гидравлического сопротивления при неравномерном теплоподводе и использовании гомогенизированной модели течения. [c.26]

Рассмотрим процесс изменения во времени t одномерного распределения температуры T(z, t) в плоском слое термоизоляции толщиной /I (рис. 3.10). Как ив 3.4, примем, что слой нанесен на плоскую поверхность теплоизолируемой конструкции с заданной постоянной во времени температурой Tj, причем тепловой контакт на этой поверхности неидеальный и характеризуется коэффициентом контактного теплообмена а . На внешней поверхности слоя происходит конвективный теплообмен со средой, имеющей температуру Т , и подводится тепловой поток плотностью q. Интенсивность конвективного теплообмена определяется коэффициентом теплоотдачи . [c.88]

При возникновении акустических колебаний температура стенки обычно быстро уменьшалась. Было трудно определить, предшествовало ли падение температуры стенки пульсациям давления или наоборот. Эксперименты показали, что звуковые волны, генерируемые внешним источником, действуют на пограничные слои вблизи поверхностей нагрева, что приводит к увеличению интенсивности теплообмена [20]. Следовательно, можно полагать, что уменьшение температуры стенки было обусловлено увеличением коэффициента теплоотдачи вследствие взаимодействия акустического поля с местным полем течения у поверхности нагрева. Однако установка ротаметра в контуре оказала весьма существенное дополнительное демпфирующее воздействие, в результате чего акустические колебания в контуре в условиях вынужденной кон- [c.358]

По мере увеличения толщины паровой пленки она приобретает устойчивый характер, при котором коэффициент теплоотдачи сохраняется почти постоянным, мало зависящим от теплового потока. Однако влияние давления при пленочном кипении, так же как и при ядерном, имеет место (рис. 4-3), Поскольку через паровую пленку, кроме тепла за счет теплопроводности, проходит тепло и за счет лучистого теплообмена, то на коэффициент теплоотдачи оказывают влияние коэффициенты излучения поверхности теплообмена, поверхности жидкости, а также излучающие свойства самого пара. Тепло, которое проходит через паровой слой и передается с внешней поверхности в объем кипящей жидкости путем конвекции, увеличивается с увеличением скорости и недогрева жидкости вследствие этого увеличивается и общий коэффициент теплоотдачи при пленочном кипении. [c.243]

Определить тепловые потери на 1 м длины трубопровода, а также температуру на внутренней и внешней поверхностях при условии, что трубопровод, рассматриваемый в задаче 14-18 покрыт слоем изоляции толщиной 6 = 70 мм с Яиз = = 0,116 вт/(м-град), а коэффициент теплоотдачи поверхности изоляции окружающей среде 02=9,3 вт/(м -град). Остальные условия те же, что и в задаче 14-18. [c.131]

Процесс трения нельзя рассматривать в отрыве от свойств обоих элементов пары трения. Произвольное сочетание фрикционного материала с металлическим элементом может привести к неудовлетворительным результатам. На основе опыта эксплуатации, расчета и конструирования тормозных устройств к металлу тормозного шкива предъявляются следующие требования высокая теплопроводность и высокая точка плавления металла, необходимые для уменьшения возможности возникновения в поверхностном слое температур, близких к температуре плавления (выполнение этого требования позволяет устранять явления наволакивания металла на накладку) низкий коэффициент теплового расширения, обеспечивающий минимальные тепловые напряжения между внешними и внутренними слоями металла высокая удельная теплоемкость, позволяющая поглотить большие количества тепла при минимальном повышении температуры высокий коэффициент теплоотдачи поверхности шкива, обеспечивающий наибольшую отдачу лучеиспусканием и конвекцией высокий модуль упругости и высокая механическая прочность высокая износостойкость металлического элемента и минимальное изнашивание фрикционного материала наличие достаточно высоких значений коэффициента -прения при работе в паре с фрикционным материалом. [c.341]

Коэффициенты теплоотдачи внутри труб в экономайзерном участке по крайней мере на порядок выше коэффициентов теплоотдачи с внешней стороны. Приведенные исследования убедительно показали возможность существенного сокращения габаритов теплообменных устройств с кипящим слоем при использовании стальных оребренных труб. Применение горизонтальных труб с приварным ленточным оребрением, судя по полученным данным, сокращает объем теплообменника в 1.3—2 раза при сокращении длины труб в 2.5 раза и экономии металла на 30 %. [c.71]

Экспериментальные данные и соотношения для коэффициентов теплоотдачи в слое с внутренним и внешним обогревом, а также в слое вдоль погруженной поверхности приведены в работе [117]. Эксперименты Мик.ли и Трилинга [538] показали, что при внутреннем обогреве в слое поддерживается по существу постоянная температура. Установлено также, что для частиц размером от 0,07 до 4,5 мм в столбах диаметром 100 и 25 мм коэффициент теплоотдачи для слоя с внешним обогревом определяется зависимостью от РрСо/(2а) , где Со — весовой расход воздушного потока, подсчитанный по площади поперечного сечения пустой трубы 2а = = 6/(поверхность на единицу объема) для несферических частиц (фиг. 9.17). На фиг. 9.18 приведены соответствующие соотношения для слоя с внутренним обогревом (размер частиц 0,04—0,45 мм). [c.420]

Для учета влияния полей физических параметров на коэффициент теплоотдачи при большой скорости движения газа разработан также метод определяющей температуры. При расчете процессов теплоотдачи в соответствии с этим методом физические параметры газа необходимо выбирать по некоторой эффективной температуре, которая зависит от трех температур, оиределяюи1их форму температурного поля при большой скорости течения газа температуры поверхности Т, , адиабатной температуры стенки Т, и температуры на внешней грашще пограничного слоя Tis. По Э. Эккерту, эффективная температура определяется формулой [c.384]

Используя точное решение системы дифференци-альнйгх уравнений ламинарного пограничного слоя с постоянными физическими свойствами ([191, табл. VI. 4), определить коэффициент теплоотдачи в окрестности критической точки круглого поперечно обтекаемого цилиндра, имеющего диаметр 2/ = 0,1 м параметры набегающего потока = = 10 м/с Рооо = О Л МПа = 273 К. Распределение скорости в лобовой части цилиндра на внешней границе пограничного слоя может быть представлено в виде = = 2 Wq sin (jt// ), где л — расстояние, отсчитываемое по дуге от передней критической точки. [c.241]

В пристенном слое трубы скорость V изменяется по закону квазитвердого вращения [39], причем максимальное значение скорости V устанавливается на внешней границе пристенного слоя. Таким образом, скорость V изменяется в тонком пристенном слое от нуля на стенке труб до максимального значения на внешней границе. С ростом числа Рейнольдса при заданном числе Ргм интенсивность закрутки уменьшается, а следовательно уменьшается и скорость V (см. рис. 1.6, 6). Поэтому в переходной области чисел Ее < Ю следует ожидать большей интенсивности тепломассообменных процессов. Составляющая вектора скорости w, направленная перпендикулярно большей стороне овального профиля трубы, также, как и составляющая скорости V достигает максимального значения на внешней границе пристенного слоя (см. рис. 1.6, б). При этом скорость И в подветренной части профиля направлена к стенке трубы, а в наветренной — от стенки. Такие эпюры скоростей в ячейках пучка витых труб свидетельствуют о наличии интенсивных обменных процессов между пристенным слоем и ядром потока благодаря конвекции. Изменение скоростей V и И в тонком пристенном слое от О до максимальных значений означает, что закрутка потока воздействует, прежде всего, на пристенную область течения, где за счет этого существенно повышается уровень турбулентности по сравнению с уровнем турбулентности в ядре потока пучка [39]. Этот эффект сказывается на увеличении коэффициента теплоотдачи в пучках витых труб, который возрастает в той же мере, что и коэффи- [c.45]

Эмпирические данные, полученные в опытах с горизонтальными цилиндрами на ртути, натрии, сплаве натрия с калием, свинце, воде, толуоле, силикатах, описываются формулой, близкой к (4.41) для С л 0,53. Оказалось, что закон теплоотдачи при свободной конвекции при достаточно больших Ог не зависит от размеров тела. Физически это означает, что ламинарный характер течения около поверхности теплообмена нарушается, и возникает так называемая тепловая турбулентность. У стенки имеется вязкий слой, с внешней стороны которого срываются турбулентные вихри. Характер движения жидкости становится среднестатистически одинаковым для разных частей поверхности, и коэффициент теплоотдачи перестает зависеть от размеров тела. [c.138]

Определить тепловые потери с 1 м трубопровода, рассмотренного в задаче 1-34, если трубопровод покрыт слоем изоляции толщиной 6i=60 мм (рис. 1-14). Коэффициент теплопроводности изоляции Я = 0,15 Вт/(м-°С). Коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к окружающему воздуху 05=8 Вт/(м2. °С). Все остальные условия остаются такими же, как в задаче 1-34, Вычислить также температуры на внешней поверхности трубы и на внешней поверхности изодяцип t s- [c.17]

Задача 13.3. Определить потерю теплоты на 1 м трубопровода диаметром dJdt = 150/165 мм, покрытого слоем изоляции толщиной б = 60 мм. Коэффициент теплопроводности трубы = 50 Вт/(м. К), а изоляции 2 = 0,15 Вт/ (м. К). Температура воды в трубопроводе = 90 С, коэффициент теплоотдачи от воды к стенке трубы = 1000 Вт/(м - К). Температура окружающего воздуха = —15 С, коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху 2 = 8 Вт/(м - К). Рассчитать также температуру внешней поверхности изоляции. [c.176]

Таким образом, предложенная методика экспериментального исследования местной теплоотдачи в пучках витых труб позволяет с достаточной точностью определять коэффициенты теплоотдачи при неравномерном подводе тепла к тегйкжоси-телю по радиусу пучка. Полученные результаты по коэффициенту свидетельствуют о возможности использования гомогенизированной модели течения для расчета теплоотдачи по локальным характеристикам потока, применяя закон теплоотдачи (4.109). При этом в качестве определяющих приняты средняя температура по толщине пристенного слоя и скорость на внешней границе пристенного слоя (в ядре потока). [c.133]

Теплоотдачу при течении по змеевикам рассчитывают путем введения в формулы для прямых труб поправочного коэффициента Сг,, который превышает единицу и тем более, чем меньше радиус витка R по сравнению с внутренним диаметром трубы d. Интенсификация теплоотдачи объясняется тем, что в изогнутых трубах возникают вторичные течения, накладывающиеся на основное движение вдоль оси трубы. Ядро потока, движущееся наиболее быстро вниз по течению, отбрасывается из-за центробежного эффекта наружу и заставляет медленные слои вблизи внешней стороны закругления перемещаться вдоль стенок к его внутренней стороне, т. е. в сторону центра кривизны. Таким образом, в поперечном сечении трубы возникает парный вихрь, и течение перестает быть осесимметричным. Дополнительный эффект перемешивания даже при развитом турбулентном режиме обусловливает заметное увеличение коэффициента теплоотдачи (и гидродинамического сопротивления), но, разумеется, еще более резко этот эффект проявляется при малых числах Рейнольдса. Необходимо иметь в виду, что критическое значение Re, определяющее переход к развитому турбулентному режиму, в змеевиках выше, чем в прямых трубах. Так, согласно [2, 3], где содержатся подробности по вопросу о змеевиках, для R/d = 3 и 12 ReKp соответственно равны 11500 и 7000. [c.127]

По уравнению (10-51) можно весьма просто определить коэффициент теплоотдачи к ламинарному пограничному слою на теле вращения с постоянной температурой поверхности при произвольном изменении вдоль нее скорости внешнего течения й . Для плоского течения R выпадает из уравнения. Легко показать, что при обтекании плоской пластины уравнение (10-51) сводится к уравнению (10-13), а при двумерном и осесимметричном течениях в окрестности критической точки — соответственно к уравнениям (10-17) и (10-18). Таким обра- [c.272]

Один из концов круглого цилиндрического тела диаметром 1,2 м выполнен в виде полусферической головки. Тело продольно обтекается потоком воздуха (передняя критическая точка находится на пересечении полусферы с осью тела). Параметры набегающего потока давление 1 бар, температура 20°С, скорость 60 м/сек. Рассчитайте распределение местного (Коэффициента теплоотдачи аа цилиндрической части тела а участке длиной 3,7 м от ее начала, если поверхность цилиндра имеет постоянную температуру. Принимайте необходимые для расчета допущения относительно ламинарного пограничного слоя на начальном участке тела и распределения скорости внешнего течения в окрестности полусферы. Считайте, что скорость потока вне пограничного слоя вдоль всей цилиндрической части тела постоянна и равна 60 м/сек, хотя, строго Г01варя, в области, прилегающей к сечению сопряжения полусферы с цили ндром, это неверно. [c.307]

Из анализа опытных данных по распределению а по поверхности кормовой части цилиндра видно, что в окрестностях задней критической точки коэффициент теплоотдачи сохраняет примерно постоянное значение, что соответствует формуле (6.22). Однако по мере удаления от критической точки коэффициент теплоотдачи при малых значениях критерия Reo непрерывно падает, и с увеличением критерия Reo на некотором расстоянии от критической точки начинается рост коэффициента теплоотдачи. Падение коэффициента теплоотдачи можно объяснить тем, что с удалением от критическдй точки изменение скорости на внешней границе пограничного слоя уже не подчиняется формуле (6.19). По-видимому, в этой области более правильным будет предположение о постоянном значении скорости. [c.175]

Например, э4)фективность охлаждения лопатки газовой турбины можно сушественно увеличить, если на теплонапряженных ее участках каналы охлаждения заполнить пористыми вставками из материала с большим коэффициентом теплопроводности (см. рис. 18.7, б). Пористые матеоиалы могут быть использованы для организации подачи охладителя на вненшюю защищаемую поверхность (18.7, в). Вдув охладителя в пограничный слой через пористую (проницаемую) поверхность влияет на его структуру таким образом, что коэффициент теплоотдачи, а, следовательно, и тепловой поток от горячего потока газа к пооистой поверхности уменьшается. Таким образом, при вдуве охладителя через пористую поверхность повышение эффективности тепловой зашиты обусловлено двумя факторами во-первых интенсификацией процесса теплообмена между пористым материалом и охладителем во-вторых, уменьшением теплового потока от горячего газа к внешней поверхности в результате воздействия вдува охладителя на струк-432 [c.432]

Характер свободного движения вдоль вертикальной нагретой пластины показан на рис. 10.6, д. Вдоль пластины снизу вверх движется ламинарный слой, толщина которого растет по мере того, как в процесс нафева вовлекаются все новые частицы жидкости. На некоторой высоте ламинарный слой переходит в турбулентный с ламинарным подслоем. Коэффициент теплоотдачи уменьшается с увеличением толщины ламинарного пофаничного слоя и стабилизируется в области турбулентного движения. Распределение скорости и температуры в пограничном слое толщиной 5(х) показано на рис. 10.6, б. На поверхности теплообмена и на внешней границы пограничного слоя скорость равна нулю. Температура изменяется от температуры поверхности до температуры окружающей среды и. Переход ламинарной формы течения в турбулентную происходит [c.502]

Оребрение поверхности позволяет уменьшить внешнее термическое сопротивление 1/аА за счет увеличения поверхности теплообмена А. С этой целью обычно используют оребрение внешних поверхностей. Кроме того, оребрение может непосредственно воздействовать на интенсивность теплообмена в пограничном слое и коэффициент конвективной теплоотдачи а. Рассмотрим влияние оребрения внешней поверхности на теплообмен. Схема оребре- [c.417]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...