Коэффициент теплоотдачи при больших скоростях

Верхний предел скорости пара и газов лимитируется допустимым гидродинамическим сопротивлением аппарата. Этот вопрос имеет особенно большое значение для конденсаторов ( 38) и для теплообменников газотурбинных установок ( 27). Для пара, кроме того, имеет значение снижение температуры при падении давления (из-за гидродинамического сопротивления), приводящее к уменьшению температурного напора между конденсирующимся паром и нагреваемой водой. Это может быть существенным для конденсаторов паровых турбин, работающих при небольшом температурном напоре, и для тех пароводяных теплообменников, в которых с целью повышения коэффициента теплоотдачи применяются большие скорости пара. Максимальная скорость ограничивается также эрозией, т. е. механическим износом материала трубок в результате воздействия потока. [c.25]

Понижение температуры конденсирующегося пара из-за падения давления и обусловливаемое этим уменьшение температурного напора между паром и нагреваемой водой могут иметь существенное значение. Для конденсаторов паровых турбин, работающих при невысоком температурном напоре, а также для пароводяных теплообменников, в которых с целью повышения коэффициента теплоотдачи применяются большие скорости пара, это понижение температур особенно ощутимо, поэтому при конструировании аппаратов с использованием скоростного эффекта, в частности, прямоточных, необходимо учитывать понижение температурного напора, образуемого паровым сопротивлением и сопоставлять его с повышением коэффициента теплоотдачи с паровой стороны. [c.133]

Рассмотрим сферический неподвижный пузырек, окруженный жидкостью. Из уравнения (3.41) можно вычислить коэффициент теплоотдачи при определенной температуре и данной скорости изменения диаметра пузырька в произвольный момент времени t. Можно с достаточной точностью наблюдать рост неподвижных пузырьков довольно больших размеров. При заданной скорости роста пузырька пара в данной жидкости с известными pg и АН коэффициент теплоотдачи обратно пропорционален разности температур. Установлено также, что при постоянной разности температур коэффициент теплоотдачи пропорционален скорости роста пузырька. [c.131]

При больших скоростях движения газа расчетные формулы для коэффициента теплоотдачи получают на основе теории пограничного слоя или экспериментальным путем. [c.383]

При получении расчетных формул с помощью теории пограничного слоя используется уравнение связи между коэффициентами теплоотдачи и трения, полученное в 5 главы V. Оно сохраняется при больших скоростях движения газа. В самом деле дифференциальное уравнение (10.19), полученное при Рг = 1, и уравнение (10.11) [c.383]

При больших скоростях пара определяющим фактором при теплообмене с конденсацией является скорость движения пара, а не скорость стенания пленки под действием силы веса. Определить коэффициент теплоотдачи, если скорость насыщенного пара с рн — 1 0 кПа равна 100 м/с. Конденсация происходит на вертикальной стенке высотой 2 м при ламинарном режиме течения пленки. [c.278]

На практике большое влияние на коэффициент теплоотдачи при конденсации могут иметь скорость потока пара и наличие в нем примесей неконденсирующегося газа. Эти факторы не учитываются приведенными выше расчетными соотношениями. [c.59]

Коэффициент теплоотдачи а определяют три группы факторов. Во-первых, геометрические факторы, связанные с конфигурацией системы конвективного теплообмена течение жидкости вдоль плоской поверхности, поток в трубе (или в продольных межтрубных каналах), поперечное обтекание труб и трубных пучков и т. д. Во-вторых, гидродинамические факторы, обусловленные прежде всего наличием двух режимов течения — ламинарного (при малых значениях числа Не) и турбулентного (при больших значениях числа Ке). Механизм теплообмена в двух этих случаях существенно различен. Кроме того, в пределах каждого режима течения имеется связь коэффициента теплоотдачи а со скоростью потока, качественно одинаковая для обоих режимов — при возрастании скорости потока коэффициент а увеличивается. Однако количественные характеристики для ламинарного и турбулентного режимов различны. [c.315]

Это означает, что при больших скоростях потока i/ t(2 ) 7 ст - Т . Из уравнения (2.99) следует если коэффициент теплоотдачи определяется выражением а = q .,(x)/ l, — Т ) то критериальное уравнение для расчета теплоотдачи сохранит вид (2.95). При этом в соответствии с принятым определением а [c.114]

На рис. 8.3 представлена зависимость коэффициента теплоотдачи от скорости циркуляции Wq при турбулентном течении воды без кипения (прямая 1) и в условиях кипения при различных значениях плотности теплового потока (кривые 2 к 3) [166]. При кипении 3 трубах также можно выделить три области режимных параметров, различающихся между собой по механизму переноса теплоты. При малых скоростях значение коэффициента теплоотдачи определяется процессом парообразования. При больших скоростях и том же значении q коэффициент теплоотдачи не зависит от плотности теплового потока. Между этими крайними областями режимных параметров располагается зона, в которой проявляются оба механизма переноса теплоты. [c.227]

Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что при определении а согласно формуле (11-24) для расчета коэффициентов теплоотдачи при течении газа с дозвуковой скоростью можно использовать критериальные уравнения для несжимаемой жидкости, приведенные ранее. При повышении скорости в критериальных уравнениях необходимо учитывать влияние k и М.. При больших скоростях газа параметры потока существенно изменяются как по сечению канала, так и по его длине. Ввиду этого представляет интерес знание локальных коэффициентов теплоотдачи. [c.254]

Из рис. 3.14 видно, что коэффициент теплоотдачи от цилиндра диаметром 125 мм, расположенного на 750 мм от решетки в слое корунда 0,3 мм высотой = 1,0 м (кривая 4), приближается к максимуму при 1 м/с, а для остальных случаев (кривые 1, 2, 3) -при больших скоростях, в то время как расчет по формуле (3.18) дает Копт = 0,6 м/с. [c.113]

Пусть парообразование в трубе происходит в условиях развитого пузырькового кипения (жидкость смачивает стенку). Тогда изменение в некотором диапазоне скорости движения, как известно (см., например, [Л. 441), слабо сказывается на интенсивности теплообмена, так как в этих условиях изменение турбулентности потока мало влияет на возмущения пристеночного слоя, вызываемые энергичным образованием и отрывом пузырьков пара. Коэффициент теплоотдачи при пузырьковом кипении в большом объеме, а также при движении внутри трубы в условиях естественной циркуляции может быть представлен зависимостью вида л = Aq1 [Л. 26]. Имея в виду сказанное выше о режиме кипения, воспользуемся этой формулой для рассматриваемого случая. Связь между элементарным количеством тепла dq и параметрами среды выразим через соотношение (1-5 ) [c.210]

Исследования влияния диаметра и скорости вращения па теплоотдачу к горизонтально расположенным и охлаждаемым водой цилиндрам показали [105], что пленка конденсата присутствует во всем ламинарном потоке. В широком интервале изменения числа Вебера уменьшения коэффициента теплоотдачи не наблюдалось. Авторы показали, что при больших скоростях вращения [c.104]

Как бы интересна ни была проблема температурных измерений при больших скоростях, в нашем изложении основным вопросом является задача об определении коэффициента теплоотдачи а. В свете сказанного, эта задача требует прежде всего установления, какой именно температурный напор является движущей силой теплоотдачи. Очевидно, теплоотдача отсутствует в тех случаях, когда температура стенки равна собственной ее температуре, что и закладывается в определение последней. Теплоотдача возникает тогда, когда температура стенки отличается от собственной температуры. Это отличие может быть реализовано искусственно, если обтекаемый предмет представляет собой источник или сток тепла. В случаях, когда температура стенки Т установлена более низкой, чем собственная температура (например, благодаря охлаждающему действию среды, омывающей стенку с другой стороны), тепловой поток будет направлен от газа к стенке. В противоположных случаях, когда Т Т од, тепловой поток направлен по внешней нормали к стенке. [c.141]

Пониженные значения а в начальной части трубы объясняются гидродинамическим эффектом ускорения пара. Максимумы коэффициентов теплоотдачи особенно резко выражены при больших скоростях пара. [c.260]

В процессе генерирования вторичного пара в опреснительных установках из исходной воды выделяется большое количество неконденсирующихся газов, которые существенно влияют на значения достигаемых коэффициентов теплоотдачи при конденсации. При этом скорость конденсации пара из-за возрастания термического сопротивления пленки конденсата и сопротивления переносу пара к поверхности значительно снижается. Поэтому в теплообменных аппаратах опреснительной установки это явление необходимо обязательно учитывать. [c.154]

В конвективных печах атмосферой большей частью является воздух. На рис. 6—9 [9 ] даны зависимости коэффициента теплоотдачи конвекцией от скорости воздуха и характерного размера для тел простой конфигурации и некоторых видов насыпной загрузки. Если загрузка печи состоит из ряда одиночных деталей, относительно небольших по сравнению с размерами печной камеры, их можно свести к одиночным плите, цилиндру или шару и использовать соответствующие графики. При нагреве крупных деталей, занимающих значительную часть печного пространства, коэффициент теплоотдачи определяют отдельно для различных частей их поверхностей, используя графики для плиты, цилиндра и т. д. и выбирая среднее из полученных значений. Для труб, профилей, листов и т. п., когда воздух продувается вдоль пакета, следует, подсчитав эквивалентный диаметр, использовать данные для расчета а при движении воздуха в трубе [6]. Изделия, эквивалентный диаметр которых больше 12 мм (при использовании графика рис. 9), следует рассматривать как одиночные детали. В этом случае необходимо применять соответствующие графики, а на коэффициент теплоотдачи вводить поправку, равную 1,3, так как он увеличивается благодаря повышению турбулентности потока в слое [9]. [c.91]

Определим коэффициент теплоотдачи от пластины к основному потоку формулой, аналогичной определению коэффициента теплоотдачи при течении с большими скоростями. Имеем [c.130]

Работами ЦКТИ, ВТИ и др. установлено значительное влияние скорости потока на коэффициент теплоотдачи при конденсации чистого пара и в еще большей степени паровоздушной смеси (см. 14— 15). Расчеты показывают, что в ряде серийных регенеративных и теплофикационных подогревателей теплоотдача со стороны конденсирующегося неподвижного пара ниже, чем со стороны воды (см. 30) и поэтому целесообразно обеспечивать достаточно высокие скорости конденсирующегося пара. [c.25]

Скоростной эффект. Опыт эксплуатации промышленных аппаратов, а также специальные экспериментальные исследования подтверждают значительную интенсификацию процесса теплоотдачи от конденсирующегося пара при возрастании его скорости. Опыты, проведенные во ВТИ А. П. Саликовым, показывают, что при подаче конденсирующегося пара тонкими струями с большой скоростью коэффициент теплоотдачи возрастает в 3—10 раз. Влияние скорости пара на коэффициент теплоотдачи при конденсации, характеризуемое скоростным коэффициентом = [c.67]

Высокие коэффициенты теплоотдачи достигаются при больших скоростях теплоносителя и соответственно больших гидродинамических сопротивлениях. Коэффициент теплоотдачи и расход мощности на прокачку теплоносителя зависят в основном от одних и тех же факторов скорости потока, физических параметров теплоносителя, характера потока, формы и размеров обтекаемых тел. При прочих равных условиях коэффициент теплоотдачи при турбулентном движении в трубах пропорционален а при поперечном омывании наиболее распространенных шахматных пучков пропорционален Гидродинамическое же сопротивление в обоих случаях пропорционально Следовательно, с увеличением скорости сопротивление в обоих случаях возрастет одинаково, а теплообмен возрастет быстрее при продольном обтекании поверхности теплообмена. [c.91]

Как следует из формул (75,22) и (75,23), коэффициент теплоотдачи при обтекании стенки с большими скоростями, помимо критериев Не и Рг, зависит также от критерия кин-Удельная теплоотдача стенки определяется формулой [c.292]

При нагревании или охлаждении текущей среды в канале от стенок формирование скоростного поля в потоке неизотермической среды осложняется из-за изменения коэффициента переноса импульсов с температурой. Для иллюстрации этого эффекта на рис. 134 представлено распределение скоростей в сечении изотермических и неизотермических потоков при нагревании и охлаждении жидкости от стенок трубы (дст=0 +дст — 9ст)- Ввиду различия градиентов скорости, а следовательно, и сил трения у стенок следует ожидать различия коэффициентов теплоотдачи при нагревании (+ ст) и при охлаждении стенки —q т) Помимо влияния на скоростное поле потока изменяющейся с температурой силы трения на стенке, в каналах значительного диаметра и при большой разности температур в среде, на скоростное поле потока вынужденного течения может заметно влиять свободная конвекция. При этом в потоке возникают дополнительные сложные циркуляционные токи. [c.330]

Вынужденное движение в общем случае может сопровождаться свободным движением. Относительное влияние последнего тем больше, чем больше разница температур отдельных частиц жидкой среды и чем меньше скорость вынужденного движения. При больших скоростях вынужденного движения влияние естественной конвекции становится пренебрежимо малым. Основной закон теплоотдачи — уравнение (4-1) — имеет простой вид. Трудности сосредоточиваются в коэффициенте теплоотдачи. Практически познание процесса теплоотдачи сводится к определению зависимости а от различных факторов. [c.122]

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]

Организованное движение жидкости (вынужденная или естественная циркуляция) вызывает повышение интенсивности теплоотдачи при кипении. Однако степень этого влияния зависит от отношения величин турбулентных возмущений, вызываемых организованной циркуляцией жидкости и процессом парообразования. Последний процесс оказывает относительно большее воздействие, ибо развивается непосредственно в самом пограничном слое жидкости. Поэтому значения коэффициента теплоотдачи, при постоянной скорости циркуляции, меняются с ростом теплового потока вначале весьма мало, затем темп нарастает и, наконец, по мере увеличения q коэффициент тепло-котдачи стремится к некоторому предельному значению, близкому точке на кривой a. — f q) для условий свободной циркуляции. Такая зависимость графически изображена на фиг. 60. На фиг. 61 [c.137]

Из рис. 31.7, а следует, что интенсивность теплоотдачи повышается с увеличением скорости жидкости только при малых значениях плотности теплового потока q при условиях, когда турбулентные возмущения, вызванные движением жидкости, больше тех, которые вызваны пузырьковым парообразованием (линии 2, 3, 4). Из рисунка следует также, что возможны другие условия, когда плотность теплового потока столь велика, что парообразование вызывает такие большие турбулентные возмущения, которые остаются больше вызванных вынужденным движением жидкости коэффициент теплоотдачи при этих условиях завиеит от плотности теплового потока, так же как при пузырь- [c.324]

При небольших скоростях потока и при достаточно большой плотности теплового потока теплоотдача определяется процессом парообразования. При больших скоростях движения жидкости теплообмен определяется законами турбулентного движения а С. С. Кутате-ладзе предложен простой и эффективный метод учета совместного влияния скорости циркуляции и плотности теплового потока на теплоотдачу при кипении. В этом случае влияние этих факторов оценивается соотношением предельных значений — коэффициента теплоотдачи при кипении 00 и коэффициента теплоотдачи к вынужденному нотоку при отсутствии кипения о. При оо/ао<0,5 принимают а = о при Qtoo/ao > 2 а = оо. В области 0,5 < оо/схо < 2 коэффициент теплоотдачи рассчитывается по интерполяционной формуле [c.202]

На рис. 4-37 показано влияние диаметра отверстий на коэффициент теплоотдачи ирн одной и той же плотности их распределенпя. Данные для отверстий диаметром 0,20 и 0,50 мм близки друг к другу. Данные для отверстий диаметром 0,65 мм располагаются несколько выше. При больших скоростях барботажа наблюдаются изменения в законе теплообмена и данные для отверстий 0,20 мм, пройдя некоторое плато, довольно круто [c.97]

Как видим, расчет коэффициента теплоотдачи при кипении в трубах по формуле (8.5) в условиях дисперсно-кольцевой структуры требует знания средней скорости жидкости в пленке. В условиях больших расходов для пароводяной смеси эта скорость может быть определена по графику рис. 8.16, а а общем случае определение 10яф представляет довольно сложную задачу [c.245]

А. С. Сукомелом, В. М. Мухиным и В. И. Величко Л. 131] получено, что местные коэффициенты теплоотдачи при охлаждении турбулентного потока воздуха, текущего в круглой прямой трубе со сверхзвуковой скоростью и большими температурными напорами, могут быть определены по уравнению [c.254]

При истечении струи с большой скоростью и при значительных скоростях течения пара струя дробится и ее поверхность сильно увеличивается. На рис. 11-6 привэдены некоторые полученные в [Л. 11-8 и др.] экспериментальные данные о величине коэффициентов теплоотдачи к поверхности струи при больших скоростях истечения. [c.167]

Теплообмен при больших скоростях движения газа характеризуется рядом особенностей по сравнению с теплоотдачей, протекающей в условиях умеренных скоростей. Как известно, вследствие проявления вязкости жидкости в пограничном слое газ затормаживается у поверхности твердого тела. В результате этого торможения, а также передачи количества движения, обусловленного значительными градиентами скорости у стенки, температура жидкости у повер.хности этой стенки существенно повышается, что при умеренных скоростях не имело места. В адиабатических условиях теплоотвод через стенку отсутствует. Но повышение температуры raia у стенки обусловливает появление переноса тепла за счет теплопроводности из пограничного слоя газа в ядро потока. Таким образом, при движении газа с большой скоростью происходит одновременно два процесса, имеющих разное направление. С одной стороны, в пограничном слое выделяется некоторое количество тепла за счет, диссипации энергий. С другой стороны, некоторое количество тепла путем теплопроводности из пограничного слоя переходит в основной поток. Молекулярный перенос количества движения, согласно закону Ньютона, пропорционален коэффициенту кинематической вязкости молекулярный перенос тепла, в соответствии [c.176]

Влияние скорости потока. Выше было отмечено, что существует область параметров, в которой увеличение скорости вызывает рост коэффициента теплоотдачи. На рис. 3.2 показано влияние пароеодержания на безразмерный коэффициент теплоотдачи. В качестве масштаба на этом рисунке взят коэффициент теплоотдачи в большом объеме ад.о. Кроме того, обнаружено [3.6] также отрицательное влияние скорости циркуляции. Причем уменьшение интенсивности теплообмена с увеличением скорости циркуляции наблюдается при высоких тепловых потоках. С уменьшением плотности теплового потока или с увеличением пароеодержания происходит постепенное вырождение эффекта отрицательного влияния скорости циркуляции на интенсивность теплообмена. При больших скоростях циркуляции влияние скорости становится более ощутимым. Причем значения а все более приближаются к значениям, характерным для конвективного теплообмена без кипения. С ростом скорости циркуляции ослабевает влияние теплового потока на интенсивность теплообмена. Из этого следует, что в этих условиях основное влияние на интенсивность [c.99]

В большинстве случаев на смачиваемых поверхностях и при больших скоростях наблюдается пленочная конденсация. В этом случае тепло от пара к стенке передается через пленку конденсата и последняя представляет собой термическое сопротивление. Коэффициенты теплоотдачи составляют при этом вт1м - град. При капельной конденсации, которая чаще всего наблюдается на несмачиваемых поверхностях, это термическое сопротивление отсутствует — пар имеет непосредственный контакт со стенкой. Коэффициенты теплоотдачи в этом случае на порядок выше, чем при пленочной конденсации. [c.259]

Д. Вознович Л. 153] провел опыты по теплообмену при кипении водных растворов сплава СС-4 в большом объеме и в циркуляционном контуре. Было установлено, что коэффициенты теплоотдачи при кипении водных растворов с 75— 98%-ным содержанием в них сплава в циркуляционном контуре (при скорости потока [c.265]

Исследования пленочного испарения воды подтверждают повышение коэффициента теплоотдачи по сравнению с кипением неподвижной воды (в большем объеме). Исследования В. И. Толубинского показывают, что коэффициент теплоотдачи при пленочном испарении соответствует коэффициенту конвективной теплоотдачи без изменения агрегатного состояния при движении воды со скоростью в пределах 0,6—1,15 мкек. Действительная же скорость циркуляции в типовых испарителях выше и соответственно выше и коэффициент теплоотдачи при кипении. Поэтому целесообразно обеспечить максимально возможную скорость естественной циркуляции, для чего уровень воды должен быть выше верха кипятильных труб. На практике подтверждается это положение, и уровень воды в испарителях типа ИСВ поддерживается обычно на 300—500 мм выше верхней трубной доски греющей секции. [c.360]

По мере увеличения удельной тепловой нагрузки поверхности нагрева число мест образования паровых пузырьков на стенке возрастает. Вследствие повышения температуры перегрева жидкости в граничном слое (А Упер) с повышением нагрузки увеличивается скорость роста паровых пузырьков, повышается частота отрыва их от степки и соответственно повышается и частота пульсацион-ных притоков более холодных масс жидкости в граничный слой у стенки. В соответствии с интенсификацией переноса масс в граничном слое жидкости у стенки с повышением тепловой нагрузки (д) увеличивается и коэффициент теплоотдачи (а) (рис. 156). Однако коэффициент теплоотдачи при кипении жидкости увеличивается лишь до определенного предела тепловой нагрузки, называемой критической. При достаточно большой тепловой [c.367]

При больших скоростях газа параметры потока существенно из1меняются как вдоль по течению, так и па сечению канала. Ввиду этого представляет интерес знание локальных коэффициентов теплоотдачи. [c.236]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...