Участки гидродинамической и термической стабилизации.




При входе жидкости в трубу за счет торможения, вызываемого стенками, на них формируется гидродинамический пограничный слой.
По мере удаления от входа толщина пограничного слоя возрастает,
пока пограничные слои, прилегающие к противоположенным стенам,
не сомкнутся. Этот участок называется начальным или участком гидродинамической стабилизации – lнг.

Подобно изменению профиля скоростей по длине трубы изменяется
и профиль температур.

Рассмотрим ламинарное движение жидкости.

Ранее, в разделе дисциплины «Гидродинамика и гидродинамические процессы» [2], нами был рассмотрен гидродинамический начальный участок.

 

Для определения длины начального участка была предложена следующая зависимость

 

.

 

Для жидкости, как известно Pr > 1, следовательно, тепловой пограничный слой будет находиться внутри гидродинамического пограничного слоя.
Это обстоятельство позволяет считать, что тепловой пограничный слой развивается в стабилизированном гидродинамическом участке и профиль скорости известен – параболический.

Температура жидкости во входном сечении теплообменного участка постоянна по сечению и равна и в ядре потока она не меняется. При этих условиях уравнение теплового пограничного слоя имеет вид

 

. (41)

 

Решение этого уравнения при вышеперечисленных условиях дает:

· для длины теплового начального участка

 

; (42)

 

· для местного коэффициента теплоотдачи

 

; (43)

 

· для среднего коэффициента теплоотдачи длиной

 

; (44)

· для местного числа Нуссельта

 

; (45)

 

· для среднего числа Нуссельта

 

. (46)

 

Рассмотрим уравнение (42). Если , то .
Для жидкостей Pr > 1, поэтому в большинстве случаев, особенно
для жидкостей с большим Pr,

 

теплообмен при ламинарном режиме движения осуществляется в основном на участке термической стабилизации.

 

Как видно из соотношения (43) a для трубы на участке термической стабилизации уменьшается по мере удаления от входа (увеличивается толщина теплового пограничного слоя dт) (рис. 1.6).

 

r
T*= 1
Tст
lнт
T*
d
dт(x)
T*= (T(x,r) – Tст) / ( – Tст)

 

Рис. 1.6. Профиль температуры на начальном и стабилизированном участке

при ламинарном течении жидкости в цилиндрической трубе

 






Дата добавления: 2018-05-10; просмотров: 667; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.025 сек.