Термический начальный участок

Cтраница 2

Рассмотрим ту же задачу, что и в предыдущем параграфе, но только с учетом термического начального участка. [16]

В работе Джилла [ ПО ] рассмотрен нестационарный турбулентный теплообмен, вызванный возмущением по входной температуре до термического начального участка. Изменение входной температуры ступенчатое. Начальным условием является стационарное распределение температур. Свойства жидкости приняты постоянными, поэтому профиль скорости не зависит от изменения входной температуры. На основании проведенного анализа автор считает, что квазистационарные соотношения могут быть применимы в условиях переменной температуры на входе. В этом случае квазистационарное решение почти всегда будет совпадать с решением интегральным методом, так как функция Fn [ уравнение (4.20) ] есть множитель, не зависящий от г, на который надо умножить стационарное решение, чтобы оно с учетом температуры на входе стало квазистационарным. [17]

В этом параграфе мы рассмотрим теплообмен в круглой трубе с источниками тепла в потоке, включая также, термический начальный участок. Физические свойства жидкости будем считать постоянными, течение стабилизированным, а теплопроводность вдоль оси пренебрежимо малой. [18]

Как видно из рисунка, теплопроводность стенки в осевом направлении не оказывает влияния на число Nuoo и длину термического начального участка, но приводит к существенному снижению теплоотдачи в начальном участке. Уменьшение теплоотдачи связано с отводом тепла по стенке из обогреваемого участка в успокоительный. Теплопроводность стенки, как и теплопроводность жидкости в осевом направлении, повышает в и вс. Выражения для в и 6С в области стабилизированного теплообмена с учетом теплопроводности жидкости и стенки вдоль оси нетрудно получить, дополнив уравнение ( 10 - 7) членом, учитывающим теплопроводность стенки. [19]

Для случая симметричного обогрева ( 7C2 7ci), как это видно из рис. 8 - 4, длина термического начального участка оказывается минимальной. [20]

Таким образом, для рассматриваемого случая влияние аксиальной теплопроводности на теплообмен при малых значениях Ре наблюдается лишь в области термического начального участка, длина которого относительно невелика. [21]

К решению задачи Левека. [22]

Как отмечалось ранее, для жидкостей с числами Рг 1 приведенная длина трубы в реальных технических устройствах обычно меньше приведенной длины термического начального участка. [23]

Таким образом, не только для области стабилизированного теплообмена при qc - const и qv ( r), но и для термического начального участка при qc ( x) и qv ( x, r) справедливо положение, сформулированное в предыдущем параграфе: если коэффициент теплоотдачи отнесен к разности между температурой стенки и адиабатической температурой стенки, то выражение для числа Nu при наличии в потоке внутренних источников тепла имеет тот же вид, что и в случае теплообмена без источников тепла. [24]

Теплоотдача в круглой вертикальной. [25]

Конечно, такой подход приемлем лишь как первое груб ое приближение, прежде всего потому, что в основе анализа лежит решение Левека, справедливое только для термического начального участка. [26]

Расхождение объясняется, по-видимому, тем, что вследствие изменения плотности газа с температурой появляется радиальная составляющая скорости, а также тем, что при больших температурных напорах профиль скорости не стабилизирован. Решение проведено для термического начального участка при гидродинамически установившемся течении газа в круглой трубе. Рассмотрены нагревание и охлаждение газа при постоянной температуре стенки и нагревание при постоянной плотности теплового потока ка стенке. [27]

К задаче о теплообмене в круглой трубе при произвольном изменении п 0 температуры стенки. [28]

Уменьшение Nu представляется естественным, так как при одностороннем охлаждении теплообмен происходит через слой жидкости с толщиной, в 2 раза большей, чем при двустороннем. По той же причине длина термического начального участка при одностороннем охлаждении значительно больше, чем при двустороннем. [29]

Поэтому при низких числах Прандтля не только профиль температуры, но и длина термического начального участка и изменение температурного поля в жидкости при изменении температуры стенки вдоль трубы подобны соответствующим величинам для ламинарного течения. При высоких числах Прандтля длина термического начального участка очень мала, и температура жидкости быстро реагирует на изменение температуры стенки вдоль трубы. Это объясняется тем, что термическое сопротивление сосредоточено вблизи стенки, и после того как тепло проникнет через подслой, оно очень быстро переносится в ядре потока. С другой стороны, при увеличении числа Рейнольдса толщина подслоя и промежуточного слоя уменьшается, и турбулентный перенос в ядре потока интенсифицируется. Это приводит ко все более прямоугольным профилям температуры и к увеличению роли ламинарного подслоя и промежуточного слоя в общем термическом сопротивлении. [30]

Страницы: 1 2 3