Конвективный теплообмен потока жидкости в трубах

Как показывает теория конвективно-теплопроводного переноса тепла в ламинарном потоке, температурное поле формируется по мере перемещения жидкости по длине трубы. Следовательно, и конвективный теплообмен потока находится в зависимости от длины трубы. Учитывая, что и скоростное поле в поперечном сечении потока изменяется по длине трубы, можно полагать, что в качестве определяющего размера целесообразно выбирать длину трубы I, вводя дополнительный критерий Hd. [c.336]

Кипение в потоке жидкости. Предположим для определенности, что жидкость течет по трубе, температура стенок которой постоянна. Характер теплообмена между жидкостью и стенками трубы показан на рис. 12.7. Пока температура стенок трубы ниже температуры кипения жидкости в данном сечении, теплообмен происходит по законам конвективной теплоотдачи. [c.478]

На некотором расстоянии I от входа в трубу и далее вниз по потоку / /н.т между жидкостью и стенками происходит стабилизованный теплообмен. Стабилизованным называют 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 при некоторых типах граничных условий 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. [c.315]

При рассмотрении в предыдущих параграфах задач о конвективном теплообмене в трубе физические свойства принимались постоянными, не меняющимися с температурой, т. е. не учитывалось влияние температурного поля на физические свойства потока, и полученные решения, строго говоря, справедливы только для весьма малых температурных напоров At = 4m — t. Ъ действительности физические свойства жидкости меняются под влиянием температурного поля, устанавливающегося в результате процесса теплообмена между поверхностью нагрева (охлаждения) и потоком. В результате этого отклоняются от изотермического профиля как профиль скоростей, так и профили температур Соответственно меняются и значения коэффициентов теплоотдачи. [c.196]

При течении жидкости в изогнутых трубах с заметной кривизной d R) конвективный теплообмен усложняется действием на поток центробежной инерционной силы, и характер движения жидкости в изогнутых трубах изменяется по сравнению с потоком в трубах с прямолинейной осью. [c.336]

Расчет конвективного теплообмена при постоянном тепловом потоке в стенку. Зная распределения и и е, можно рассчитать теплообмен при течении жидкого металла по трубе, на некотором участке которой подводится тепловой поток постоянной интенсивности Как и раньше, течение происходит в продольном магнитном поле. В этом случае магнитное поле не взаимодействует с осред-ненным течением, поэтому в уравнении энергии джоулеву диссипацию можно не учитывать. В предположении, что теплопроводность вдоль оси мала по сравнению с радиальной, получим уравнение энергии для несжимаемой жидкости в виде [c.571]

Как следует из изложенного, между процессом движения жидкости и процессом конвективного теплообмена существует тесная физическая связь — поле температуры в жидкости связано с полем скорости с одной стороны, а с другой определяет интенсивность теплоотдачи, отражаемую коэффициентом теплоотдачи а и являющуюся основным фактором, от которого зависит поверхность теплообмена и, следовательно, размеры тепло-об менных устройств. Из расчетных формул для теплоотдачи при течении жидкости вдоль плоской поверхности и при течении в трубе видно, что чем больше скорость потока, тем теплоотдача выше. Однако здесь есть и отрицательный эффект с увеличением скорости растет градиент скорости в поперечном направлении и связанная с этим сила вязкости трения. Возрастает, следовательно, и сила давления, которая должна преодолеть силу трения. Поэтому параллельно с расчетом теплоотдачи всегда ведут расчет падения давления в трубе — это необходимо для правильного проектирования теплообменных устройств. [c.278]

До сих пор мы рассматривали нестационарные процессы конвективного теплообмена при чисто вынужденном движении жидкости. Однако не лишены интереса некоторые результаты, относящиеся к случаю совместного действия вынужденной и свободной конвекции. В [Л. 17] изучалось нестационарное течение и теплообмен в плоской, а в [Л. 18] — в круглой вертикальных трубах при нагревании жидкости, текущей снизу вверх, или охлаждение жидкости, текущей сверху вниз. Анализ был проведен для полностью развитого (стабилизированного) течения и теплообмена при линейном изменении температуры стенки по длине и равномерном тепловыделении в потоке. Первоначальное стационарное состояние нарушается вследствие произвольного изменения во времени температуры стенки, градиента давления и мощности внутренних, источников тепла. [c.391]

При исследовании нестационарной гидродинамики обогреваемых труб необходимо иметь в виду, что быстроменяющийся во времени процесс может влияп. на общий коэффициент сопротивления и коэффициент теплоотдачи а. В [1-5] приведены разнообразные экспериментальные работы по данным вопросам. Однако там представлены более подробно нестационарные процессы с теплообменом для газов и в значительно меньшей степени для жидкости [1-6], а проведены они в недостаточно широких диапазонах изменения параметров. Более полное исследование по влиянию гидродинамической нестационарности на коэффициент сопротивления дано в [1-7], а влияние переменности теплового потока и расхода на конвективный теплообмен для жидкости в трубе — в [1-8]. Далее используем последние два источника применительно к нестационарным процессам теплогидродинамики парогенераторов. [c.36]

Конвективный теплообмен различных тел в свободном потоке изучался отдельными авторами в различных условиях. Известны 01ПЫТЫ по изучению теплоотдачи горизонтальных и вертикальных проволок с минимальным диаметром до 0,015 мм, труб с максимальным диаметром до 245 мм, вертикальных плит и труб с высотой от 0,25 до 6 м, шаров с диаметром от 30 мм до 16 м. Опыты проводились с различными теплоносителями с газами (воздух, водород, углекислота) и жидкостями (вода, мазло, различные органические жидкости). [c.159]

К. Д. Воскресенский, Е. С. Турилина. О влиянии на теплоотдачу в трубе внутренних источников тепла, действующих в потоке жидкости,— Сб. Конвективный и лучистый теплообмен , Энергетич. ин-т им. Г. М. Кржижановсксго. Изд-во АН СССР, 1960, стр, 7. [c.25]

Многочисленными исследованиями по изучению движения вихревого потока показано, что в случае завихрения основной поток жидкости располагается вблизи стенки, ограничивающей объем, создавая в центре этого объема зону обратных токов [Л. 2, 7]. Диаметр этого объема, особенно на начальном его участке, в этом случае уже не является определяющим геометрическим размером, и поэтому более целесообразно рассматривать конвективный теплообмен в завихренном потоке в начальном участке цилиндрической трубы, k3ik теплообмен между газом, и пластиной при продольном ее обтекании. Характерным геометрическим размером целесообразно считать в этом случае расстояние л от начального до рассматриваемого сечения трубы. [c.384]

При течении теплоносителя в ивогнутых трубах коивектив-ный теплообмен усложняется действием на поток центробежной силы, и хар.актер движения жидкости в колене получается иным по сравнению с потоком в прямолинейном участке трубы. Формула (IX. 15) может быть применена и для определения конвективного теплообмена в изогнутых трубах при турбулентном режиме течения теплоносителя, если ввести в формулу поправочный Множитель [c.182]

В отличие от обтекания плиты неограниченным потоком с неизменной скоростью Шоо, при течении жидкости в каналах скоростное поле формируется по мере перемещения жидкости от начального сечения канала. При этом на формировании скоростного поля сказывается теплообмен, который неизбежно влияет на силу трения потока в пристенном слое. Длина участка канала, на котором стабилизируется скоростное иоле в поперечном сечении потока, измеряется десятками и доходит до 100 поперечных размеров канала. Поэтому в расчете конвективного теплообмена в трубах наряду со средними значениями коэффициента теи-тоотдачи важно знать и локальные его величины. [c.334]

Воскресенский K. Д. и Турилина E. ., О влиянии на теплоотдачу в трубе внутренних источников тепла, действующих в потоке жидкости, Сб. Конвективный и лучистый теплообмен , Изд-во АН СССР, 1960, [c.404]

Когда в трубе протекает жидкость с числом Прандтля порядка единицы (Рг 1), Поэтому оба теплофизических параметра одинаково влияют на теплоотдачу, а определяюш ие критерии подобия Ке и Ре в уравнения подобия входят в виде произведения НеРе или НеРг . Наконец, для предельного случая, связанного с весьма большим значением числа Прандтля (Рг 1), v a. При этом температуропроводность характеризуюш ая конвективный теплообмен в потоке, выпадает из рассмотрения и подобие определяется двумя критериями X и Ке или X и НеРг . Таким образом, определяюш ие критерии можно записать в следуюш ей приближенной форме X и КеРг", где п 1 при Рг 0 л 0,5 при Рг 1 и /г О, когда Рг оо. Следовательно, приближенное уравнение подобия принимает вид Ки / (X, НеРг ). [c.277]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...