Теплоотдача при течении жидкости в трубах и каналах

l_н

l_н – длина участка гидродинамич-й стабилизации. гидродин нач участок – это участок до сечения, в котором смыкаются дин-ие погранслои. тепл нач участок – это участок до сечения, в котором смыкаются тепл погран слои. в трубах при Re=Wcp*d/V<(2…2,3)*10³ наблюд ламин-е течение. при сильной неизотерм-ти ламин теч-е может наруш-я гравит-й конвекцией. поэтому среди неизотерм ламин потоков различ вязкостный и вязкостногравитационный режимы течения. при числах Re=Gr*Pr= , где , , течение будет вязкостным, иначе – вязк-гравитац-ым.

при Re поток станов-я турб-ым, но в начале трубы сохр-ся участок с ламин погранслоем. при Re ТПС нач-ет формир-ся практич с начала трубы. при Re наблюд переходный режим течения и теплообмена.

Для капельных жидкостей(Pr>1)

9 Теплоотдача при турбулентном режиме течения
При турбулентном режиме течения (Re>10⁴) вследствие интенсивного перемешивания температура в ядре потока практически постоянная, а резкое ее изменение имеет место только в при стенном ламинарном слое. При таких условиях свободное движение в поперечном сечении канала практически не развивается, а интенсивность теплоотдачи полностью определяется величинами, которые характеризуют вынужденное движение потока.

На основании опытных данных для прямых труб рекомендуется следующая формула:

.

За определяющую температуру здесь принята средняя температура жидкости, а за определяющий размер – внутренний диаметр трубы или эквивалентный диаметр канала.

Согласно физическим представлениям этого процесса интенсивность теплоотдачи зависит от степени турбулентности потока, физических свойств жидкости и направления теплового потока.

10 Теплообмен при свободной конвекции в большом объеме
Свободное движение обусловлено разностью плотности жидкости в различных точках объема. Обычно в тепловых процессах разность плотностей обусловлена разностью температур. Свободная конвекция имеет место при нагреве комнат батареями отопления и грубами, охлаждении трубопроводов, несущих горячий теплоноситель, наружных стен нагревательных печей и котлов.

Если внести в жидкость нагретое тело, то при соприкосновении жидкость будет нагреваться. Нагретые частицы будут подниматься вверх. В случае нагретой вертикальной пластины этот процесс можно изобразить так:

С изменением характера движения изменяется и теплоотдача. При ламинарном течении пограничного слоя вследствие увеличения толщины пограничного слоя коэффициент теплоотдачи по направлению движения убывает, а при переходе в турбулентное течение возрастает до определенного стабилизированного значения. При свободном движении температура жидкости в пограничном слое изменяется от температуры стенки до температуры жидкости, а скорость изменяется от нуля у стенки проходит через максимум и на большом удалении от стенки снова становится равной нулю.

В развитии свободного движения форма тела играет второстепенную роль. Здесь большое значение имеет протяженность поверхности, вдоль которой происходит движение, и ее положение. Описанная выше картина движения вдоль вертикальных стен и труб типична также и для горизонтальных труб и тел овальной формы.

Дата добавления: 2015-05-09