Жидкости Пограничный слой тепловой

В расходомерах пограничного слоя тепловое состояние приемного преобразователя изменяется за счет переноса тепла от нагревателя к термоприемнику и дальнейшего уноса его тонким пограничным тепловым слоем. Такой характер теплообмена имеет место при измерении расхода газов и жидкостей в трубопроводах диаметром от нескольких до сотен миллиметров. [c.85]

Понятие о тепловом пограничном слое. Тепловой пограничный слой — это область потока жидкости, непосредственно прилегающая к твердой поверхности через которую передается тепло. В этой области сосредоточено почти полное изменение температуры от вдали от поверхности до на поверхности. Толщина этой области к мала по сравнению с расстоянием х от лобовой точки тела, на которое набегает поток жидкости к х)< х. Интенсивность переноса тепла путем конвекции и теплопроводности в пограничном слое имеет одинаковый порядок величины. [c.267]

С увеличением толщины теплового пограничного слоя при ламинарном течении жидкости у поверхности пластины интенсивность теплоотдачи уменьшается. В переходной зоне общая толщина пограничного слоя продолжает возрастать, однако значение а при этом увеличивается, потому что толщина ламинарного подслоя убывает, а в образующемся турбулентном слое тепло переносится не только теплопроводностью, но и конвекцией вместе с перемещающейся массой, т. е. более интенсивно. В результате сум-.марное термическое сопротивление теплоотдачи убывает. [c.80]

При течении жидкости в трубе толщина пограничного слоя вначале растет симметрично по всему периметру, как на пластине (рис. 9.4, а), до тех пор, пока слои с противоположных стенок не сольются на оси трубы. Дальше движение стабилизируется и фактически гидродинамический (аналогично и тепловой) пограничный слой заполняет все сечение трубы. В зависимости от конкретных условий пограничный слой на начальном [c.80]

Изменение физических свойств жидкости в пограничном слое зависит от температуры, в связи с чем интенсивность теплообмена между жидкостью и стенкой оказывается различной в условиях нагревания и охлаждения жидкости. Так, например, для капельных жидкостей интенсивность теплообмена при нагревании будет большей, чем при охлаждении, вследствие уменьшения пограничного слоя. Следовательно, теплоотдача зависит от направления теплового потока. [c.406]

Для подтверждения гипотезы о существенном влиянии адсорбированного слоя на уменьшение расхода жидкости в пористых материалах необходимо иметь информацию о толщине этого слоя и о соотношении его толщины с диаметром поровых каналов. Толщина адсорбированных слоев зависит от свойств жидкости и твердого тела, температуры. При наложении напряжений сдвига (внешнего перепада давлений) возможно уменьшение толщины этих слоев из-за срыва внешних слабосвязанных молекул. Следует ожидать также постепенного ослабления и полного разрушения пограничных слоев при увеличении температуры вследствие возрастания интенсивности теплового движения молекул. [c.25]

Будем предполагать, что в данном сечении жидкой пленки температура жидкости меняется в тонком тепловом пограничном слое вблизи свободной поверхности жидкости, оставаясь постоянной, равной Т в глубине пленки. При этом происходит линейное изменение температуры вдоль пленки жидкости (т. е. вдоль оси х) [c.329]

Разработка систем тепловой защиты выдвинула новые проблемы теории теплообмена. Появилась необходимость в исследовании явлений теплоотдачи в условиях испарения жидкости на поверхности теплообмена, оплавления этой поверхности, подвода инородного газа в пограничный слой горячей среды и т. п. [c.244]

Растекающаяся пленка жидкости-охладителя испаряется, и толщина ее при этом уменьшается. Отделяющийся от поверхности пленки пар поступает в пограничный слой горячего газа и уменьшает тепловой поток от газа к поверхности испарения. На некотором расстоянии от щели пленка исчезает. Поэтому при большой длине защищаемой стенки необходимо иметь несколько щелей. [c.479]

Уравнение переноса теплоты в пограничном слое. Прилегающий к стенке тонкий слой жидкости, в котором температура жидкости быстро меняется от значения (где — температура твердой стенки) до значения Т , равного температуре жидкости в основном потоке, называется тепловым пограничным слоем. В зависимости от значения числа Прандтля Рг хЫ толщина 67- теплового пограничного слоя может быть больше толщины б скоростного пограничного слоя (при Рг О 1), меньше б (при Рг > 1) или равна б (при Рг = 1). [c.372]

В тепловом пограничном слое, образующемся на тонкой пластине, обтекаемой продольным изотермическим плоскопараллельным потоком жидкости постоянной скорости, производная д Лдх по причинам, вполне аналогичным тем, которые были высказаны в связи с производной намного [c.372]

Если V = к, т. е. число Прандтля порядка единицы, то оба уравнения совпадают и, следовательно, скорость и температура жидкости изменяются одинаково, т. е. на расстояниях одного и того же порядка. Другими словами, при Рг = 1 толщина скоростного и теплового пограничного слоя одинакова, т. е. 6j- == б. [c.373]

Скорость жидкости на внешней границе теплового пограничного слоя, т. е. при 2 = бр, равняется или ы)д, если б >> б, или если [c.441]

Внешняя граница теплового пограничного слоя представляет собой поверхность, отделяющую невозмущенную область от возмущенной. Так как за время т возмущение распространяется на расстояние б от стенки и достигает внешней границы теплового пограничного слоя, а частицы жидкости, находящиеся на границе пограничного слоя, перемещаются вдоль пластины со скоростью w p, проходя за время т в направлении оси ОХ расстояние ш .рТ, то из уравнений [c.441]

Найдем теперь выражение для Ни (х) при Рг 1. Пусть число Прандтля настолько мало, что в пограничном слое повсюду я Х(. В этом случае температура жидкости в скоростном пограничном слое и даже за его пределами будет меняться линейно от ДО Тд, причем граница линейного распределения температур будет отстоять от пластины на расстоянии, равном ШтУ" хх/шо- Этот результат станет очевидным, если учесть, что вследствие условия X х время распространения температурных возмущений на расстояние А от пластины равняется Д/т х . Коэффициент гпт зависит от распределения скоростей (и в случае Рг шт, когда толщина теплового пограничного слоя намного больше толщины скоростного пограничного слоя, по-видимому, близок к 1,77). Поэтому [c.450]

За пределами теплового пограничного слоя температура жидкости равна температуре То, которую имела жидкость во входном сечении трубы. Так как внутри ламинарного теплового пограничного слоя распределение температур (по крайней мере, в начальной части пограничного слоя) линейное, то [c.458]

Одним из наиболее широко развитых научных направлений механики жидкости (газа) является аэродинамика пограничного слоя, изучающая движение вязкой жидкости в ограниченной области вблизи обтекаемых поверхностей. Решение задач о движении жидкости в пограничном слое дает возможность найти распределение касательных напряжений (местных и средних коэффициентов трения) и, следовательно, суммарные аэродинамические силы и моменты, обусловленные вязкостью среды, а также рассчитать теплопередачу между поверхностью летательного аппарата и обтекающим его газом. При небольших скоростях полета не обязательно учитывать тепловые процессы в пограничном слое из-за малой их интенсивности. Однако при больших скоростях необходимо учитывать теплопередачу и влияние на трение высоких температур пограничного слоя. [c.669]

Исследование процессов управления движением вязкой газовой среды и соответствующим изменением силового и теплового воздействия непосредственно связано с изучением устойчивости ламинарного пограничного слоя и его перехода в турбулентное состояние. В связи с этим важно знать, какой тип пограничного слоя встречается с большей вероятностью — турбулентный или ламинарный. Следует отметить, что наиболее распространенным является взгляд на турбулентное движение жидкости как на более естественное ее состояние и признание того факта, что ламинарное движение встречается при таких небольших числах Рейнольдса, когда отклонение от этогО движения, вызванное возмущениями, имеет тенденцию к затуханию. [c.88]

Вдув газа в пограничный слой получил широкое распространение как способ тепловой защиты, особенно в тех случаях, когда требуется сохранить внешние формы конструкции неизменными (передние кромки гиперзвуковых летательных аппаратов, их головные части и т. п.). В качестве вдуваемой охлаждающей среды используются специальные жидкости, пасты или порошки. При движении сквозь пористую стенку они превращаются в газ, который проникает в пограничный слой, изменяя характер течения. [c.466]

В действительности обе схемы отрыва идеализируют реальный процесс, поскольку всплытие пузырька начинается фактически сразу после его зарождения, как это следует из анализа рис. 6.14, а. По мере отхода пузырька от обогреваемой стенки уменьшается площадь его поверхности, соприкасающейся с тепловым пограничным слоем на стенке. В результате с увеличением объема пузырька уменьшаются энергетические ресурсы для его роста показатель степени п в зависимости вида (6.52) уменьшается в сравнении со значениями = 1/2 или = 3/4, определяемыми соответственно (6.41) и (6.44). Это особенно заметно для крупных пузырьков, время пребывания которых у обогреваемой стенки составляет 100—200 мс, что на порядок превышает типичное время роста паровых пузырьков при кипении воды и ряда других жидкостей при давлениях, близких к атмосферному. Такие крупные пузырьки перед отрывом практически перестают увеличивать свой объем (п = 0). Последний из кинокадров на рис. 6.10, б наглядно объясняет причину этого здесь поверхность пузырька практически не имеет контакта с перегретой жидкостью на обогреваемой стенке. Поскольку такое изме- [c.283]

При теплообмене между стенкой и средой в области, граничащей с поверхностью тела, возникает тепловой пограничный слой, представляющий собой пристенный слой жидкости, в котором температура меняется от температуры стенки до температуры внешнего потока [c.175]

Движение жидкостей и газов определяется процессами переноса импульса, тепла и вещества, поэтому в книге показывается общность уравнений этих переносов, рассматриваются теория подобия, движение в трубах, а также изучается не только динамический пограничный слой, но и тепловой, и диффузионный. Такое изложение приближает курс к механике сплошных сред. [c.3]

В качестве примера аналитического решения задачи конвективного теплообмена рассмотрим процесс теплоотдачи при продольном омывании ламинарным потоком несжимаемой жидкости плоской поверхности. Скорость и температура жидкости за пределами гидродинамического и теплового пограничного слоя постоянны и равны соответственно гшо и to [c.288]

Расстояние от входа в трубу до сечения, где динамические пограничные слои смыкаются, называется длиной участка гидродинамической стабилизации и.т. При входе в трубу в теплообмене участвует только тонкий пристенный слой жидкости у внутренней поверхности, ядро же потока пока в теплообмене не участвует. По мере удаления от входа в трубу толщина теплового пограничного слоя увеличивается. [c.299]

При разной температуре поверхности стенки te и потока жидкости у поверхности образуется тепловой пограничный слой, в пределах которого температура жидкости изменяется от до t (рис. 5.1). Этот слой характеризуется большим поперечным градиентом температуры, под действием которого осуществляется поперечный перенос теплоты. [c.42]

С удалением от лобовой точки (х=0) количество охлаждающейся у стенки жидкости увеличивается, и толщина теплового пограничного слоя возрастает аналогично возрастанию 5г. В общем случае толщины теплового и гидродинамического слоев не равны, но часто близки друг к другу, а для газов можно считать nr Зт. [c.42]

Опытами установлено, что температура жидкости резко изменяется в тонком слое у стенки и (рис. 1.3). Этот слой называют тепловым пограничным слоем. [c.9]

Отметим, что распределение скорости по толщине пограничного слоя влияет на распределение температуры. Однако найти эту зависимость как теоретически, так и экспериментально трудно (гл. 7). Поэтому удельный тепловой поток q, например, от жидкости к стенке (рис. 1.3) определяют по формуле Ньютона [c.9]

Исследования показали, что интенсивный процесс теплообмена между твердым телом и омывающей его жидкостью происходит в тонком слое, прилегающем к поверхности тела. Этот слой называют тепловым пограничным слоем он характеризуется большим поперечным градиентом температуры, под действием которого осуществляется поперечный перенос теплоты. [c.105]

Пусть движение жидкости в пограничном слое на поверхности пластины —ламинарное динамический пограничный слой начинает развиваться от передней кромки пластины (л = 0), а тепловой пограничный слой —от начала обогреваемого участка х = х ). Определить коэффициент теплоотдачи в этих условиях путем непосредственного интегрирования уравнений пограничного слоя (т. е. получить точное решение) трудно. Решим задачу приближенно. Определим коэффициент теплоотдачи пластины (рис. 7 6) потоку жидкости, [c.122]

Изучение процессов движения жидкости и теплоотдачи в трубах представляет большой практический интерес, так как трубы являются элементами различных теплообменных аппаратов. Наибольшие трудности возникают при исследовании движения и теплоотдачи на начальном участке трубы. Участок в трубе, на протяжении которого поле основной переменной величины (скорости или температуры) зависит от условий на входе и на котором происходит нарастание пограничного слоя до заполнения поперечного сечения трубы, называют начальным участком. В зависимости от природы процесса переноса различают гидродинамический начальный участок и тепловой начальный уча- [c.145]

Из всего сказанного следует, что исследование теплоотдачи в жидких металлах имеет не только теоретическое, но и большое практическое значение. С точки зрения теории жидкие металлы интересны как жидкости с очень малым числом Прандтля Рг< 1. В таких жидкостях молекулярный перенос теплоты происходит значительно интенсивнее, чем молекулярный перенос количества движения тепловой пограничный слой толще динамического. [c.197]

Закон Фурье справедлив для жидкости с однородным полем концентрации. Для определения теплового потока в пограничном слое, в котором наряду с градиентом температуры имеются градиенты концентрации, формулу закона Фурье (1.3) следует дополнить членами, учитывающими дополнительный перенос теплоты в наших дальнейших исследованиях мы ограничимся только одним членом, который будет учитывать перенос теплоты диффузией механизмы такого переноса были описаны выше. [c.229]

При этом над центрами па-рообразования возникают цепочки паровых пузырей и J циркуляционные токи жид-кой фазы (рис. 7-4). Основ- ная часть поверхности на-грева омывается при этом жидкостью, пограничный слой которой интенсивно перемешивается движущимися паровыми пузырями. Вследствие этого интенсивность теплоотдачи при пузырьковом кипении весьма велика и растет с увеличением скорости парообразования, пропорциональной плотности теплового потока. [c.192]

При НЛ.П1ЧИ11 теплообмена и массообмена, кроме динамического пограничпо10 слоя, у поверхности обтекаемого тела возникают тепловой и диффузионный пограничные слои. Тепловым (его часто называют температурным) пограничным слоем называется примыкающая к поверхности область течения, в которой температура жидкости изменяется от ее значения на стенке до значения температуры внешнего потока жидкости. При этом температура стенки и температура жидкости у стенки принимаются равными друг другу. [c.19]

Аналогичным обр ом осуществляется и тепловое взаимодействие потока с пластиной. Частицы жидкости, прилипшие к поверхности, имеют температуру, равную температуре поверхности 1с. Соприкасающиеся с этими частип.ами движу циеся слои жидкости охлаждаются, отдавая им свою теплоту. От соприкосновения с этими слоями охлаждаются следующие более удаленные от поверхности слои потока—так формируется тепловой пограничный слой, в пределах которого температура меняется от t на поверхности до в невозмущенном потоке. По аналогии с гидродинамическим пограничным слоем толщина теплового по1 раничного слоя бт принимается равной расстоянию от поверхности до точки, в которой избыточная температура жидкости отличается от избыточной температуры невозмущенного потока Ож = ж — (г на малую величину (обычно на 1 %). [c.79]

Механизм и интенсивность переноса тепла зависят от характера движения жидкости в пограничном слое. Если движение внутри теплового пограничного слоя ламинарное, то тенло в направлении, перпендикулярном к стенке, иерепосится теплопроводностью. Однако у внешней границы слоя, где температура по нормали к стейке меняется незначительно, преобладает перенос тепла конвекцией вдоль стенки. [c.405]

При турбулентном течении в тепловом пограничном слое перенос тепла в нанравлении к стенке в основном обусловлен турбулентным перемешиванием жидкости. Интенсивность такого переноса тепла существешю выше интенсивности переноса тепла теплопроводностью. Однако непосредственно у стенки, в ламинарном подслое, перенос тепла к стенке осуществляется обычной теплопроводностью. [c.405]

Произведем аналогичную оценку для отдельных членов уравнения энергии. Так как число Прандтля для газов близко к единице, то множитель 1/PrRo, стоящий перед членами, зависящими от теплопроводности, будет малым при больших числах Рейнольдса. Следовательно, члены зависящие от теплопроводности, будут иметь одинаковый порядок с членами, зависящими от конве1Щии тепла, только в том случае, если градиент температуры dTjdy велик, т. е. вблизи обтекаемой поверхности имеется тонкий слой жидкости, в котором происходит резкое изменение температуры в нанравлепии, перпендикулярном стенке. Пусть толщина этого теплового пограничного слоя будет бт, тогда [c.286]

Тепловой пограничный слой при ламинарном течении жидкости. Пусть тонкая полубесконечная пластина, плоскость которой совпадает с плоскостью ХУ, а передний край с осью ОХ, обтекается продольным плоскопараллельным потоком жидкости скорость и температура жидкости в набегающем потоке, т. е. при х 0, равняются Wq и Т , причем Гц отлична от температуры пластины а Т т = onst. [c.440]

Уравнение подобия (19.10) получено аналитически в предположении, что температура плоской поверхности постоянна ( с = 13ет), значения теплофизических свойств жидкости не зависят от температуры, развитие теплового и гидродинамического пограничных слоев начинается одновременно. Как показывает теория и опытные исследования, пренебрежение отклонениями от этих исходных предпосылок может привести к значительным ошибкам. [c.291]

Интенсивность теплообмена зависит от направления теплового потока, т. е. теплообмен между жидкостью и стенкой различен при нгь гревании и охлаждении жидкости. Так, например, для капельных жидкостей интенсивность теплообмена при нагревании жидкости (1с>1 1 ) больше, чем при охлаждении, вследствие уменьшения пограничного слоя. [c.43]

Пусть, для простоты, физические свойства жидкости постоянны, т, е. не зависят от температуры и давления, а физические свойства обоих компонентов (1) и (2) мало отличаются друг от друга и dP/dx = 0, тогда система уравнений динамического диффузионного и теплового пограничных слоев имеет в11д уравнение движения [c.150]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...