Трубы — Теплоотдача конвекцией при вынужденном движении жидкости

Теплоотдача при турбулентном режиме. При турбулентном режиме движения передача тепла внутри жидкости в основном осуществляется за счет перемешивания, которое происходит настолько интенсивно, что Б подавляющей части поперечного сечения трубы температура жидкости практически постоянна. Резкое изменение температуры имеет место лишь в пограничном слое. При таком распределении температуры естественная конвекция отсутствует и теплоотдача полностью определяется вынужденным движением жидкости. [c.57]

Кипение при вынужденной конвекции. При вынужденном течении кипящей жидкости в трубах интенсивность теплоотдачи зависит от соотношения коэффициентов турбулентного переноса, вызываемых процессом кипения и движением жидкости. При небольших скоростях потока теплоотдача определяется процессом парообразования. При больших скоростях движения жидкости теплообмен определяется законами турбулентного движения а В зависимости от соотношения коэффициента теплоотдачи [c.523]

Формула для определения среднего по длине коэффициента теплоотдачи при вынужденном ламинарном движении жидкости в трубе, учитывающая влияние свободной конвекции и направление теплового потока, может быть представлена в виде [c.190]

Второй случай соответствует взаимно перпендикулярному направлению вынужденной и естественной конвекции, он наблюдается в горизонтальных трубах. В поперечном сечении трубы под влиянием естественной конвекции возникает поперечная циркуляция жидкости. При нагревании жидкости у стенки возникают восходящие токи и нисходящие — в середине трубы при охлаждении —наоборот (рис. 8-8). В результате жидкость движется как бы по винтовой линии. За счет лучшего перемешивания жидкости теплоотдача в среднем увеличивается. При прочих равных условиях она будет больше, чем при совпадении вынужденного и свободного движения. [c.206]

Третий случай, соответствующий взаимно противоположному направлению вынужденной и естественной конвекции, имеет место при нагревании жидкости и ее движении в вертикальной трубе сверху вниз и охлаждении жидкости и ее движении снизу вверх. При этом скорость жидкости у стенки под влиянием токов естественной конвекции, направленных в противоположную сторону, уменьшается. В некоторых случаях у стенки может образоваться возвратное, или вихревое, движение жидкости (рис. 8-9). В этом случае коэффициенты теплоотдачи практически [c.206]

При значительном изменении температуры по сечению и длине трубы в разных точках потока оказываются различными плотности жидкости или газа. Вследствие этого в жидкости возникают подъемные силы, под действием которых на вынужденное движение теплоносителя накладывается свободное движение. В итоге изменяются картина движения жидкости и интенсивность теплоотдачи. Так, в вертикальных трубах при совпадении направления течения жидкости с направлением подъемной силы (течение снизу вверх при нагреве жидкости, течение сверху вниз при охлаждении) скорость течения жидкости у стенки увеличивается, как это показано на рис. 3-20. В итоге интенсивность теплоотдачи увеличивается по сравнению со случаем, когда влияние свободной конвекции отсутствует, что, например, имеет место в условиях невесомости. [c.81]

Теплообмен при течении жидкости в трубе является широко распространенным в энергетике и других отраслях промышленности процессом, поэтому знание физических закономерностей этого процесса исключительно важно в практическом отношении. Как и в других случаях вынужденной конвекции, теплоотдача определяется здесь гидродинамическими характеристиками потока, которые существенно различны при ламинарном и турбулентном режимах движения жидкости. При ламинарном режиме движения возможно расчетное определение [c.264]

Третий случай — течение в горизонтальной трубе при нагревании нли охлаждении жидкости. В этом случае под действием свободной конвекции частицы жидкости движутся в плоскости, перпендикулярной к оси трубы, а под действием вынужденной конвекции эти же частицы одновременно перемещаются вдоль оси грубы. При нагревании, вследствие разности плотностей, у стенки возникнут восходящие токи жидкости, а в середине трубы — нисходящие (рис. 16-6). При охлаждении жидкости движение носит обратный характер. Движение жидкости в горизонтальной трубе, возникающее в результате взаимодействия вынужденной и свободной конвекции, можно схематически представить как бы происходящим по двум винтовым линиям, причем по одной из них вращение направлено по часовой стрелке, а по другой — против часовой стрелки. Вопрос об устойчивости такого течения практически не исследован. О нем можно лишь косвенно судить по некоторым измерениям теплоотдачи (см. 16-3). [c.319]

Теплоотдача при движении жидкости в трубах. При ламинарном течении жидкости в трубах возможны два режима движения вязкостный и вязкостно-гравитационный, Наличие в жидкости разности температур (без которой невозможен теплообмен) приводит к возникновению подъемной силы, т, е, к существованию наряду с вынужденной также свободной конвекции. Ламинарный режим вынужденной конвекции, при котором влиянием, свободной конвекции можно пренебречь, называется вязкостным. Вязкостный режим существует при Gr Рг < 8 105 и средний коэффициент теплоотдачи при этом режиме определяется из уравнения подобия [c.164]

Развитое турбулентное движение устанавливается лишь при Re Ю . При этом процесс перемешивания частиц жидкости протекает настолько интенсивно, что по сечению турбулентного ядра потока температура практически остается постоянной. Резкое изменение температуры наблюдается лишь внутри пограничного слоя (см. рис. 14.2). Естественно, что при подобном распределении температуры развитие свободной конвекции становится невозможным и процесс теплоотдачи полностью определяется только факторами вынужденного движения. В результате анализа и обобщения опытных исследований, проведенных с различными жидкостями (кроме жидких металлов) в широком диапазоне изменения их параметров для прямых гладких труб, рекомендуется следующая формула [2, 10] [c.247]

В предыдущих гл. 7 и 8 были рассмотрены способы теоретического анализа процессов теплоотдачи на основе теории пограничного слоя на примере продольно и поперечно-омываемой пластины и вынужденного движения жидкости в гладкой круглой трубе. При этом физические константы К, ji,, р, с), от которых зависит способность жидкости переносить теплоту, принимались постоянными. Кроме того, не учитывалось влияние свободной конвекции, которая может либо усиливать теплоотдачу при вынужденном движении жидкости, либо ослаблять ее. Однако теоретическое определение теплоотдачи при наружном омывании тел более слоя ной формы или при вынужденном движении в трубах некруглого сечения с шероховатыми стенками (практически внутренние стенки труб всегда имеют шероховатую поверхность) с учетом переменности физических констант жидкости и свободной конвекции пока невозможно. Следует отметить, что значительная часть сведений о процессах переноса теплоты, которыми мы располагаем, была получена экспериментально. Поэтому инежерные расчеты теплоотдачи в основном построены на экспериментальных сведениях. [c.185]

Ламинарный режим. На процесс переноса теплоты при вынужденном ламинарном движении жидкости в трубе влияет свободная конвекция. Наиболее сильное влияние свободная конвекция оказывает при следующих условиях вектор скорости вынужденного движения жидкости в вертикально расположенной трубе направлен вниз жидкость нагревается, при этом у внутренних поверхностей стенки может возникнуть свободная конвекция, что приведет к тур-булизации пристенного слоя и, следовательно, к интенсификации теплоотдачи. [c.190]

Теплоотдача при пузырьковом кипении в условиях вынужденной конвекции жидкости. Пусть процесс пузырькового кипения происходит в трубе, по которой течет жидкость. Вынужденное движение жидкости может привести к более интенсивной теплоотдаче по сравнению со случаем кипения в большом объеме при свободном движении жидкости. Увеличение интенсивности теплоотдачи произойдет в том случае, когда турбулентные возмущения, вызванные вынужденным движениСлМ жидкости, станут больше тех, которые вызваны пузырьковым парообразованием. [c.267]

При кипении в трубах в условиях вынужденной конвекции на теплоотдачу оказывают влияние еще и паросодержание (недогрев), скорость вынужденного движения жидкости, а также размеры и расположение поверхности теплообмена в простра 1стве. [c.314]

Теплоотдача и гидравлическое сопротивление при движении жидкости в трубах. Ламинарный (вязкостный) режим течения жидкости (газа) в трубах наблюдается при значениях Ке = < НСкр и при отсутствии в вынужденном потоке естественной конвекции. [c.93]

Третий случай, соответствующий взаимно противоположному направлению вынужденной и естественной конвекции,, имеет место при нагревании жидкости и ее движении в вертикальной трубе сверху вниз, и охлаждении жидкости и ее движении снизу вверх. При этом скорость жидкости у стенки под влиянием токов естественной конвекции, направленных в противоположную сторону, уменьшается. В некоторых случаях у стенки может образоваться вспятное, или вихревое, движение жидкости (рис. 8-9). Благодаря этому при прочих равных условиях в случае взаимно противоположного направления свободного и вынужденного движений теплоотдача больше, чем в ранее рассмотренных, случаях. [c.194]

При вынужденной конвекции, кроме указанных факторов, на теплоотдачу оказывает влияние еще величина скорости принудительной циркуляции жидкости. При наличии вынужденного движения двухфазного потока на возмущения пограничного слоя, обусловленные парообразованием, накладываются дополнительные возмущения за счет турбулентных пульсаций скорости. Принудительная циркуляция оказывает непосредственное воздействие также на механизм процесса парообразования. Это воздействие выражается в искажении естественного угла смачивания 0киш срыве паровых пузырьков со стенки раньше, чем они достигнут величины отрывного диаметра, характерного для кипения при свободном движении. Влияние скорости циркуляции на теплоотдачу при кипении внутри труб (рис. 13-7) различно в зависимости от величины теплового потока Л. 236]. При малых скоростях циркуляции гидродинамическое воздействие на процесс кипения невелико. 296 [c.296]

Вследствие наложения поперечной циркуляции на движение жидкости вдоль оси (см. 16-1) теплоотдача при вязкостно-гравитацион-ном течении в горизонтальных трубах выще, чем в вертикальных в случае совпадения вынужденной и свободной конвекции у стенки. По этой же причине при переходе через критическое число Рейнольдса [c.328]

Ки по поверхности трубы обусловлен специфическим движением жидкости. Последнее является результатом взаимодействия тангенциальных свободно-конвективных 5П токов и продольного вынужденного течения. Интенсивность свободноконвективных токов возрастает по длине, что и приводит к значительному увеличению теплоотдачи и соответствующему снижению температуры стенки вблизи нижней образующей трубы по сравнению с чисто вязкостным течением. При этом вблизи верхней образующей теплоотдача не только не увеличивается, но даже уменьшается по сравнению с вязкостным течением. Последнее, по-видимому, объясняется тем, что вблизи верхней образующей концентрируется сравнительно горячая жидкость, в которую токи свободной конвекции не проникают и которая, следовательно, движется лишь в осевом направлении. [c.349]

При изучении процессов теплооб-змена также широко используют М. Для случаев переноса тепла конвекцией определяющими критериями подобия явл. Нуссельта число Ми = Ы/Х, Прандтля число Рг=х1а, Грасгофа число Gr= gl , а также Рейнольдса число Не, где а — коэфф. теплоотдачи, а — коэфф. температуропроводности, к — коэфф. теплопроводности среды (жидкости, газа), V — кинематич. коэфф. вязкости, Р — коэфф. объёмного расширения, АТ — разность темп-р поверхности тела и среды. Обычно целью М. явл. определение коэфф. теплоотдачи, входящего в критерий Ми, для чего опытами на моделях устанавливают зависимость А и от др. критериев. При этом в случае вынужденной конвекции (напр., теплообмен при движении жидкости в трубе) становится несущественным критерий Ог, а в случае свободной конвекции (теплообмен между телом и покоящейся средой) — критерий Не. Однако к значит, упрощениям процесса М. это не приводит, особенно из-за критерия Рг, являющегося физ. [c.427]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...