Коэффициенты переноса в жидкостях

Коэффициенты переноса в жидкостях [c.115]

Уравнения коэффициентов переноса в сжатом газе, паре, жидкости и твердом теле [c.172]

Отметим, что в литературе нигде не встречается единого уравнения для коэффициентов переноса в газе, паре, жидкости и твердом теле, а изложенные в [Л. 18, 19, 80, 114, 117] методы расчета тех или иных частных задач переноса сложны, трудоемки и мало пригодны для инженерной практики. [c.173]

Наиб, очевидной и подчас технически наиб, важной особенностью турбулентного течения жидкости является существенно больший ло сравнению с ламинарным перенос вещества, импульса и энергии. В др. средах Т., как правило, также приводит к интенсификации переноса явлений, хотя физ. механизмы аномально высоких коэффициентов переноса в разных средах, естественно, различны. В частности, именно обнаружение в кон. 40-х гг. аномальной диффузии плазмы поперёк магн. поля, связанной с пульсациями электрич. поля, послужило началом проникновения понятия Т. в физику плазмы. [c.180]

Численные значения коэффициента переноса В для различных жидкостей и газов можно найти в специальных руководствах и справочниках ). Удовольствуемся этими первичными сведениями. Решение даже самых простых задач о тепломассопереносе, в зависимости от многообразия граничных условий, может оказаться весьма сложным с вычислительной стороны. [c.437]

Видно, что даже в случае относительно простой системы, каковой является однокомпонентная жидкость, гидродинамическое уравнение Фоккера-Планка имеет довольно сложную структуру. Отметим, однако, что во многих физических задачах это уравнение можно упростить. Если флуктуации малы, то диффузионную матрицу можно разложить в ряд по отклонениям гидродинамических переменных от их средних значений. Тогда удается найти явное решение уравнения Фоккера-Планка или, по крайней мере, вычислить корреляционные функции флуктуаций и поправки к наблюдаемым коэффициентам переноса. В другом типичном случае, когда сильные флуктуации испытывают только некоторые из гидродинамических переменных, общее уравнение Фоккера-Планка может быть сведено к уравнению для функционала распределения от меньшего числа переменных. Важный пример — теория турбулентности — будет рассмотрен в параграфе 9.4. [c.236]

Б литературе известен ряд подходов к теории явлений переноса в умеренно плотных газах и жидкостях. Еще в 1922 г. Энског [4], модифицировав уравнение Больцмана на случай твердых непроницаемых сфер (чтобы учесть влияние конечности размеров молекул и многочастичные столкновения) и решив это уравнение, получил широко известное теперь выражение для коэффициентов переноса в плотных газах. [c.124]

В уравнении (24) коэффициент диффузии r/fx, как правило, очень велик он больше, чем обычная величина кинематической вязкости V. Так, для ртути (электропроводящей жидкости, удобной для экспериментов) т/р, = 0,75 м /с. Такой громадный коэффициент диффузии делает почти невозможным воспроизведение в лабораторных условиях интересующих нас эффектов, зависящих от конвективного переноса в жидкости силовых линий магнитного поля. Даже для жидкого натрия, низкое удельное сопротивление которого делает предпочтительным его использование в системах охлаждения с электромагнитным перекачиванием, r/fx =0,08 м /с, что соответствует характерной длине диффузионных процессов около 0,3 м. [c.534]

Приведенные значения очень близки к оценкам, полученным для классического газа в гл. 13. Улучшенные расчеты для классического газа дают для данного отношения значения, еще меньше отличающиеся от указанных выше величин, наблюдаемых для жидкого гелия. Значения самих коэффициентов переноса Б жидкости совпадают по порядку величины со значениями, вычисленными для газа той же плотности. [c.231]

В заключение отметим, что в газах и вязкость (характеризующая пере-нос количества движения), и молекулярная диффузия (характеризующая пе-ренос инородного газа) обусловлены тепловым хаотическим движением мо-лекул. Поэтому коэффициент вязкости V имеет один порядок величины с коэффициентом молекулярной диффузии в законе Фика. В жидкостях вяз-кость (и связанный с этим перенос количества движения) обусловлена раз-рушением межмолекулярных связей, а диффузия - тепловым движением молекул, т.е. эти явления имеют различную физическую природу. Как следствие этого коэффициент диффузии в жидкости в сотни раз меньше коэффициента вязкости у.В табл. 1.1 приведены значения г], р, V- для некоторых жидкостей и газов. [c.11]

Как мы уже видели, свойства дискретной фазы многофазной системы определяют такие общие параметры, как концентрацию, или числовую плотность, среднюю скорость и коэффициент диффузии. В общем случае другие свойства переноса множества частиц можно найти соответствующим интегрированием основного уравнения движения [уравнение (2.37)], как это делается при определении свойств переноса в кинетической теории газов. Одновременно следует признать, что причиной движения частиц в общем случае является движение жидкости, и любой кинетический анализ должен учитывать этот факт. [c.203]

В жидкостях такого рода преобразования не дают существенных выгод. При этом следует иметь в виду, что для жидкостей из-за малого коэффициента диффузии и относительно большой теплопроводности (Le 1 ) <3 ) обычно оправдано приближение, не учитывающее диффузионного переноса энергии. Применимость этого заключения требует конкретных оценок для тех или иных условий. [c.41]

Из-за большого числа переменных величин, определяюш их движение жидкости, сложности наблюдаемых при этом явлений и трудности математического исследования действительное движение жидкости обычно заменяется некоторой условной, упрощенной схемой, расчленяющей движение на отдельные составные части. Такой схемой, лежащей в основе гидродинамики и логически наиболее хорошо отвечающей естественным представлениям о движении жидкости, является схема, рассматривающая поток жидкости состоящим из отдельных элементарных струек Иногда для упрощения жидкость полагают идеальной — лишенной вязкости и имеющей постоянную во всех точках плотность. Полученные таким образом уравнения движения идеальной жидкости затем исправляются введением соответствующих поправок и опытных коэффициентов, переносятся на реальные жидкости и применяются для решения конкретных практических задач. [c.57]

При дальнейшем, даже малом увеличении АТ слой паровых пузырей может превратиться в сплошную паровую пленку, которая оттеснит жидкость от поверхности нагрева. В результате изменится механизм переноса теплоты, и коэффициент теплоотдачи резко уменьшится (линия АГ, см. рис. 12.2), т. е. возникает кризис теплоотдачи. Возникшая на поверхности нагрева паровая пленка сохраняется как при данном перегреве АТ, так и при его дальнейшем увеличении, пар в нее будет поступать (вдуваться) со стороны, жидкости. Моделью такого явления может служить барботаж— процесс вдувания газа в жидкость через пористую поверхность. [c.271]

Коэффициент теплоотдачи в процессе пленочной конденсации водяного пара при атмосферном давлении достигает значений порядка а = (7... 12) 10 Вт/(м -К). При капельной конденсации на поверхности нагрева образуются капельки жидкости, со временем они растут и, достигая определенного размера, скатываются по вертикальной стенке, увлекая за собой другие капли, при этом создаются благоприятные условия для теплоотдачи. Капли увеличивают поверхность теплообмена и, кроме того, процесс скатывания капель интенсифицирует перенос теплоты. В результате коэффициент теплоотдачи в процессе капельной конденсации водяного пара при атмосферном давлении может достигать значений порядка (4... 10) 10 Вт/(м -К). [c.342]

Эффективный коэффициент теплопроводности [в Вт/(м К)] зависит от свойств материала, а также от d м Т. Он определяет способность влажного материала проводить теплоту кондук-цией через его скелет и конвекцией за счет переноса пара и жидкости через материал. [c.360]

Следует иметь в виду, что рассчитать коэффициент теплоотдачи по формуле (9.2) можно только в экспериментальных условиях, когда все остальные величины известны (измеряются). При проектировании машин и агрегатов необходимо, зная а, рассчитать тепловой поток [по формуле (9.1)], поэтому коэффициент теплоотдачи находят из решения задачи о переносе теплоты в жидкости, контактирующей с поверхностью теплообмена. На величину коэффициента теплоотдачи решающее влияние оказывают условия течения жидкости вблизи поверхности теплообмена. [c.80]

Значение коэффициента теплоотдачи в условиях направленного движения жидкости, так же как п при кипении в большом объеме, определяется соотношением между интенсивностью механизма переноса теплоты, обусловленного процессом парообразования, и интенсивностью механизма конвективного теплообмена в однофазной среде. [c.225]

При низких значениях и р (Р >0) процесс парообразования и паросодержание потока не влияют на коэффициент теплоотдачи при кипении . В этой области изменения режимных параметров теплота переносится в потоке жидкости с помощью механизма турбулентного обмена, действующего в однофазных средах. [c.230]

Механизм распространения теп лоты в капельных жидкостях можно представить как перенос энергии путем нестройных упругих колебаний. Такое теоретическое-представление о механизме передачи теплоты в жидкостях, выдвинутое А. С. Предводителевым [Л. 155], было использовано Н. Б. Варгафтиком [Л. 20] для описания опытных данных по теплопроводности различных жидкостей. Для большинства жидкостей теория нашла хорошее подтверждение. На основании этой теории была получена формула для коэффициента теплопроводности Следующего вида [c.14]

Явление теплопроводности в жидкостях и газах, так же как и в твердых телах, вполне определяется коэффициентом теплопроводности и температурным градиентом (см. гл. 1). Иначе обстоит дело с явлением конвекции — вторым элементарным видом распространения тепла. Здесь процесс переноса тепла неразрывно связан с переносом самой среды. Поэтому конвекция возможна лишь в жидкостях и газах, частицы которых легко могут перемещаться. [c.32]

В задачу этого раздела не входит детальный анализ зависимости коэффициента теплопроводности от температуры для различных теплозащитных материалов, поэтому мы ограничимся лишь общими схематическими представлениями. Для сравнения будут использованы также общие сведения из теории переноса тепла в жидкостях и газах. [c.75]

Анализ уравнения диффузии капель жидкости в газе методом теории подобия в предположении, что коэффициент переноса k является функцией начальных условий (процесса распада струи на капли), приводит к зависимости [c.36]

Рейнольдс по существу постулировал, что уравнения переноса для турбулентного течения имеют такую же форму [Л. 1]. Коэффициенты турбулентного переноса значительно превышают соответствующие молекулярные коэффициенты. Однако в отличие от последних они не являются физическими свойствами жидкости, а зависят от всех параметров течения и изменяются в потоке от точки к точке. Сущность аналогии, предложенной Рейнольдсом, состоит в том, что коэффициенты турбулентного переноса импульса и тепла считаются одинаковыми в любой точке течения. Используя для обозначения кинематических коэффициентов турбулентного [c.185]

Предположим, что коэффициент Et/v в промежуточном слое стремится к нулю, а в ламинарном подслое тождественно равен нулю. При Рг<1 в пристеночной области, где е.т/v очень мал, доминирует 1/Рг, а относительно величины коэффициента турбулентного переноса можно принять довольно грубые допущения. С другой стороны, если число Прандтля велико, коэффициент турбулентного переноса тепла играет большую роль даже вблизи стенки, и самые незначительные изменения в его оценке существенно влияют на результаты расчета теплообмена. В этом состоит основная трудность при использовании уравнения (9-22) для расчета теплообмена в жидкостях с высокими числами Прандтля. [c.204]

Литературные данные о коэффициентах переноса в газах при переходном вакууме очень ограничены и носят эмпирический характер. Поэтому были проведены теоретические исследования вопроса, в результате которых удалось получить обобщенные уравнения для коэ(Й>и-циентов переноса в газе (паре), жидкости и твердом теле. Оказалось, что эти уравнения не только объясняют особенности теплопереноса в топках, но и могут быть использованы для решения ряда актуальных задач теплофизики, газодинамики, приборостроения и вакуумной техники. В частности, на основе обобщенных уравнений построен критериальный метод расчета газодинамического сопротивления и теплообмена тел, обтекаемых дозвуковым и сверхзвуковым потоком разреженного газа, осу-щестблен расчет вакуумно-порошковой теплоизоляции и теплоэлектрических вакуумметров. Кроме того, на основе обобщенных уравнений проведен расчет непрерывного изменения коэ( ициентов переноса при изменении состояния вещества от газа в условиях глубокого вакуума до твердого тела, включая фазовые переходы (при. оценке переноса в жидкостях и твердых телах использована модель сжатых газов). [c.4]

Решив систему линеаризованных гидродина.мич. ур-ний, в к-рых тензор вязких напряжений и вектор потока тепла имеют вид (3), можно выразить временнью корреляционные ф-ции Ф, локальных гидродинамич. переменных (5A(fi, ti)bB r2, iz) через равновесные термодинамич. величины и коэффициенты переноса. В частности, таким способом можно вычислить корреляц. ф-цию Ф. плотности числа частиц <5 (ri, /i)Sn(r2, (з)>, через к-рую выражается динамический структурный фактор жидкости, измеряемый в экспериментах по рассеянию света и медленных нейтронов. [c.327]

На конференции было организовано восемь секций 1. Теплофизические свойства реальных газов при высоких температурах с учетом диссоциации. Руководитель секции — Е. В. Ступоченко. В программе секции 17 докладов. 2. Термодинамические свойства реальных газов и их смесей при умеренных и низких температурах. Руководитель секции — Д, С. Циклис. В программе секции 24 доклада. Первый доклад Я. 3. Казавчинского Новые представления в теории термодинамического подобия и их использование для исследования свойств газовых смесей . 3. Критические явления и фазовые переходы. Руководитель секции — В. К. Семенченко. В программе секции 24 доклада. Первый доклад В. К. Семенченко О механизме критических явлений . 4. Неравновесные свойства газов и жидкостей. Руководитель секции — Д. Л. Тимрот. В программе секции 20 докладов. Первый доклад Ю. Н. Беляева и В. Б. Леонаса О возможности экспериментального определения коэффициентов переноса в диссоциированном [c.334]

Однако для жидкостей эта гипотеза не оправдывается даже приблизительно. Тот факт, что молекулы находятся на малых расстояниях одна от другой, является причиной значительного усиления действия межмолекулярных сил отталкивания. Движение молекул стеснено, и это находит отражение в том, что коэффициенты диффузии в жидкости имеют небольшие значения, а жидкость часто моделируется в виде решетки, в которой каждая молекула находится в ячейке, образованной соседними молекулами. Передача энергии и количества движения происходит преимущественно в результате колебаний молекул в смежных силовых полях, окружающих каждую молекулу. Шеффи [167] обращает внимание на образное описание этих процессов, данное Грином Представьте себе молекулы, связанные между собой эластичными веревками, натяжение которых меняется довольно странным образом так, что они способствуют появлению сил притяжения. Но поскольку молекулы движутся, упругая энергия веревок изменяется и благодаря этому может передаваться от одной части ансамбля к другой, хотя при этом фактически не переносится самими молекулами . [c.448]

Теплоотдача при кипении. В процессе кипения жидкость обычно сохраняет постоянную температуру, равную температуре насыщения Поверхность, к которой подводится тепловой поток, перегрета сверх t на Д/. При малых значениях At теплота переносится в основном путем естественной конвекции, коэффициенты теплоотдачи можно рассчитать по формуле (10.10). При увеличении перегрева поверхности на ней образуется все большее число паровых пузырей, которые при отрыве и подъеме интенсивно перемешивают жидкость. Вначале это приводит к резкому увеличению коэффициента теплоотдачи (рис. 10.3) (пузырьковый режим кипения), но затем парообразование у поверхности становится столь интенсивным, что жидкость отделяется от греюш,ей поверхности почти сплошной прослойкой (пленкой) пара. Наступает [c.87]

Движёийи сферы в жидкости изменетне v наблюдается лишь в области автомодельности (Нев>103). Характер зависимости коэффициентов скольжения фаз по пульса-ционной скорости в основном соответствует отмеченным изменениям. При этом для потоков газ — твердая частица коэффициент скольжения резко падает для крупных частиц. При изменении критерия Рейнольдса сплошной среды и отношения плотностей компонентов соотношения между у т и qjw для газа и жидкости качественно сохранятся. Поэтому можно полагать, что наиболее эффективным для интенсификации поперечного переноса массы и тепла будет использование твердых частиц в газовых потоках в области закона Стокса и в части переходного режима. [c.107]

Как указывалось выше, на интенсивность процессов переноса в системах газ—жидкость могут оказывать влияние внешние силовые поля. Ограничимся качественной характеристикой механизма воздействия электродшгнитного поля на процессы тепло-и массопереноса в га.чожпдкостных системах. Оно связано с введением в среду повой дополнительной энергии, в результате чего на систему кроме сил гравитации и инерции начинают действовать пондеромоторные силы. При испарении жидкости в постоянном и переменном электрических полях слои жидкости приходят в волнообразное движение, которое приводит к турбулизации жидкости, в результате чего скорость испарения увеличивается. При этом коэффициенты конвективного теплообмена в зависимости от напряженности поля увеличиваются в несколько раз. [c.9]

В работе [67] бы.ло рассчитано предсказанное Хадамардом [301] влияние внутреннего циркуляционного течения на интенсивность переноса массы от сферических частиц жидкости при Не< 1. Бы.л вычис.лен коэффициент массообмена непрерывной фазы для типичных систед жидкость — жидкость и газ — жидкость II выполнено сравнение с аналогичными расчетами для твердых сферических частиц (фиг. 3.3). Результаты расчетов приведены на фиг. 3.4 в виде зависимости чис.ла Шервуда (Зй = 2аксЮ, где А с — коэффициент массообмена, В — коэффициент диффузии) [c.109]

Характер кривой распределения температуры стенки трубы при различных значениях недогрева жидкости на входе Д/нед связан также с процессом формирования профилей скорости и температуры на входном участке трубы, т. е. на участке гпдродпнамиче-ской и тепловой стабилизации лотока. При уменьшении А/нед сечение, в котором устанавливается развитое поверхностное кипение при неизменных значениях q и Шо, оме-щается в направлении входа в трубу. Если при этом развитое поверхностное кипение устанавливается в области стабилизированного течения [величина (//й()н.к больше относительной длины участка стабилизации], то значение н. не зависит от недогрева жидкости, На участке стабилиза-потока развитое поверхностное кипение устанавливается при более высокой (по сравнению со стабилизированным течением) срёднемассовой температуре жидкости. В этом случае чем меньше недогрев на входе в трубу, тем при большей температуре н.к устанавливается развитое поверхностное кипение. Данное явление объясняется тем, что на входном участке трубы локальное значение коэффициента теплоотдачи в однофазном потоке увеличивается по мере приближения к входному сечению. Так как интенсификация конвективного теплообмена в однофазном потоке всегда приводит к снижению относительного влияния механизма переноса теплоты, обусловленного процессом парообразования, то при данных значениях q и Шр влияние последнего механизма переноса проявляется только при более высокой температуре жидкости. В условиях повышенной интенсивности теплообмена в однофазной среде возрастает и длина зоны перехода к развитому поверхностному кипению. [c.265]

Группа методов расчета — с использованием произведения коэффициентов переноса на площадь поверхности контакта — отличается тем, что позволяет оперировать коэффициентами переноса и поверхностью контакта, не прибегая к непосредственному определению их численных значений, что дает возможность более широкого обобщения расчетных зависимостей. Этот принцип сохранен в настоящих разработках. Лежащие в их основе дифференциальные уравнения интенсивности тепло- и массообмена и их решения позволяют описать процесс минимумом обобщенных переменных, одним-двумя определяющими числами подобия, а также дают возмоншость получить аналитическую количественную зависимость уравнение относительной интенсивности тепло-и массообмена в виде равенства относительных движущих сил этих процессов. В нем в качестве переменных содержатся только начальные и конечные параметры газа и жидкости. Оно справедливо для любых аппаратов, процессов и условий их протекания. [c.4]

В отличие от известного соотношения Льюиса, также полученного на основе аналогии процессов тепло- и массообмена, уравнение (2-39) свободно от коэффициентов переноса теплоты и массы и поэтому не зависит от способа определения поверхности контакта и скорости движения сред, диапазона параметров и направленности процессов, типа контактных аппаратов и схемы движения газа и жидкости. Уравнение (2-39) впервые устанавливает функциональную связь непосредственно между потенциалами иереноса во взаимосвязанных процессах тепло- и массообмена, определяет эти потенциал . и их сочетание б виде равенства относительных движущих сил, характеризующих интенсивность процессов и тем самым вскрывает физическую сущность их аналогии. Таким образом, установленная закономерность позволяет перейти к более общим представлениям, лучше понять природу процессов тепло- и массообмена, пути и способы их интенсификации и управления ими, заменить физическое моделирование математическим, является простым и удобным средством для исследования и расчета тепло- и массообмена. [c.80]

При прохождении сквозь плотный слой зернистого материала наблюдается перемешивание жидкости (газа), так называемое фильтрационное перемешивание или-диффузия. Простейшей схемой фильтрационного перемешивания является представление, что поток носит струйный характер и каждая струйка разветвляется, огибая разные частицы, и перемешивается с аналогично разветвляющимися соседними струйками [Л. 175 и 744]. Так, в монографии Чудновского Л. 175] отмечается, что на высоте двух рядов частиц Д газово го потока обменивается с соседними отверстиями на расстоянии d (диаметра частиц). Однако, исходя из подобных представлений, трудно объяснить, почему в ламинарной области фильтрации коэффициенты переноса меняются по ино му закону, чем в переходной. По-видимому, лучше выделяет основное в сложном механизме фильтрационного перемешивания иной подход (Л. 9 и 744], довольно четко развитый в работе Аэрова и Умник (Л. 9]. Они отмечают, что в слое уже при относительно малых Re наблюдается турбулизация (или, как они пишут, турбулентность) потока между частицами и в этих ограниченных смежными частицами пространствах преобладающее значение приобретает турбулентный механизм переноса. Конвективная составляющая коэффициента диффузии в слое [c.37]

В процессах теплообмена и массообмена носнтели обеих перемещаемых субстанций (тепла и вещества) зачастую одни и те же. Так, например, в процессах молекулярной теплопроводности и са-модиффузии носитель обеих субстанций—одни и те же молекулы, находящиеся в хаотическом тепловом движении. Аналогично случаям молекулярного переноса молярное организованное движение или турбулентное перемещивание при наличии неравномерного распределения в пространстве каких-либо субстанций влечет за собой перенос всех этих субстанций, содержащихся в движущейся жидкости, газе или слое, например тепла, влаги, различных примесей. Уместно отметить, однако, что в силу неоднородности и неизотроп-ности перемещивания в псевдоожиженном слое коэффициенты турбулентного переноса в различных точках и разных направлениях должны быть неодинаковыми. Конечно, подобная аналогия между процессами тепло- и массообмена носит ограниченный характер. Ее нельзя, например, распространить на лучистый теплообмен. [c.242]

Так как пластина изотермична, тепловой и динамический пограничные слои начинают развиваться совместно и толщины обоих слоев близки (за исключением жидкостей с очень низкими числами Прандтля). Близость толщин пограничных слоев является следствием одинакового механизма турбулентного переноса тепла и импульса (при не слишком низких числах Прандтля). В этом состоит отличие переноса в турбулентном пограничном слое от переноса в ламинарном. В последнем случае само число Прандтля представляет собой отношение коэффициентов переноса импульса и тепла, и толщины динамического и теплового пограничных слоев равны, только если Рг=1. Расчет теплообмена в рассматриваемом случае проводится для чисел Прандтля от 0,5 до 10. Поэтому допущение о приближенном равенстве толщин теплового и динамического пограничных слоев не снижает точности расчета. [c.281]

Значения коэффициентов переноса и термодинамических характеристик материала или среды, вообще говоря, могут быть различными для разных точек тела. С изменением иотенциадов переноса они оретерпе-вают иногда существенное изменение. Решение большого количества вопросов в области науки и техники может быть значительно уточнено путем введения поправок, возникающих в связи с переменным характером коэффициентов. Необходимбсть проведения такой работы особенно остро стала сказываться в связи с широким внедрением в различные отрасли техники высокоинтенсивных процессов. Отметим также, что путем соответствующих подстановок многие задачи конвективной диффузии и теплопроводности, гидродинамики вязкой жидкости и др. могут быть сведены к дифференциальным уравнениям типа теплопроводности с переменными коэффициентами. Это указывает на необходимость накопления и обобщения полученных результатов решения неоднородных и нелинейных уравнений тепло- и массопроводности, а также дальнейшего развития методов решения этих уравнений. [c.465]

При наличии такой сложной гидродинамической картины расчет коэффициентов Теплообмена для жидкости в ог->аниченном пространстве очень сложен. Поэтому в инженерных расчетах перенос теплоты между пластинами через слой жидкости в щели рассматривают как перенос теплоты теплопроводностью, вводя эквивалентный коэффициент теплопроводности [c.244]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...