Оглавление:
Теплоотдача в кольцевых каналах между вращающимися цилиндрами
- Рассматриваемый вопрос отличается разнообразием возможных схем. Прежде всего, рассмотрим движение жидкости, которая расположена между вращающимися цилиндрическими поверхностями и не имеет осевого смещения. Характер влияния массовых сил на течение зависит от взаимного направления угловой скорости цилиндрической плоскости и величины этих сил velocities. In при неподвижном внешнем цилиндре периферийная скорость жидкости в зазоре возрастает от нуля на поверхности внешнего цилиндра до скорости вращения поверхности внутреннего цилиндра(рис. 8.9, а). в этом случае силовое поле массы оказывает агрессивное воздействие на поток, так как направление массовой силы и производная dE / dn равны opposite.
В таких системах под действием массовых сил возникает вихрь Тейлора в виде Тора (рис.8.10, а).Соседние вихри вращаются в противоположных направлениях. В канале внутреннего неподвижного цилиндра (8.9, b) направление массовой силы совпадает с производной dR1dn, поэтому влияние массовой силы на поток незначительно. Если цилиндр вращается в одном направлении(рис.8.9, в), то, в зависимости от соотношения угловой скорости, массовая сила может увеличиваться или уменьшаться с увеличением радиуса, и поэтому влияние массовой силы будет консервативным или активным. Вращение цилиндра в противоположном направлении в слое жидкости, прилегающем к внутреннему цилиндру рис.
Он предположил, что скорости потока достаточно малы, и поэтому член уравнения, выражающий рассеяние, обусловленное вязкостью, не учитывается в уравнении энергии пограничного слоя. Людмила Фирмаль
Как использовать массовую силу, активную, консервативную во внешнем слое. Однако при экспериментальном исследовании структуры течения в этих условиях было обнаружено 2 ряда вихрей с противоположными направлениями вращения. Вихри Тейлора, возникающие в неустойчивой части потока, воздействуют на остальную часть жидкости, контактируя с внешней поверхностью, заставляя вихрь вращаться в противоположном направлении (рис.8.10 б).
Рисунок 8.9 наиболее широко распространена и наиболее полно изучена система с внутренними вращающимися цилиндрами (рис.8.9, а).Рассмотрим количественную зависимость, характеризующую теплообмен для данной системы*. Число 8, характеризующее влияние массовых сил на течение в рассматриваемой системе, равно、 Рисунок 8. Десять Где W-угловая скорость внутреннего цилиндра. B-ширина зазора (расстояние между цилиндрическими гранями); r₁-радиус внутреннего цилиндра. При получении этого выражения из выражения (8.7) для определения размера выбирается величина b. * Теплопередача системы показана на рис. 8.9, с и 8.9, d, 1261.
При анализе устойчивости течения рассматриваемой системы, при незначительном зазоре между цилиндрами, Тейлор позже получил цифру, названную его именем (8.33） Сравнение формул (8.32) и (8.33) показывает, что 8 =Ta1.Поэтому при обобщении экспериментальных данных по теплопередаче можно использовать число Тейлора. Ламинарное течение возможно в рассматриваемых условиях. Б а лент н е м а к О Р и Х р у М. теория Тейлора: для малого зазора, который создает макровихревой вихрь в ламинарном потоке во время Таш, это значение хорошо подтверждается опытом. Гранин между ламинарным потоком большого вихря и турбулентным потоком большого вихря характеризуется величиной Ta quantity | p 10*.
- Оценим прочность теплопередачи между двумя цилиндрическими поверхностями по суммарному коэффициенту теплопередачи Где 9-плотность теплового потока на поверхности внутреннего цилиндра. 1g-температура цилиндрического surface. In ламинарная подача, жара возвращена термальной проводимостью. Основываясь на законе теплопроводности, его легко найти 1П(Я +»/ Г |) ’ (8.35 утра)） Здесь Mi * = 2a * 6 /X. В ИГ! — *■0 N11 * — ► 2. Экспериментальные данные по теплопередаче ламинарных потоков с макроскопической поверхностью при Ta =102-10 *и Uhx = 0.03-0.91 обобщены уравнением.
Второй / = 0.42 (Taprpr))^). (8.36） Уравнения подобия для теплообмена при турбулентных течениях с макровихрениями обобщают экспериментальные данные при Ta = 10-6-10 «и b / g} — 0.06-3.5 K1i / = 0.092 (Ta2Rg) / / 3. (8.37)） В формулах (8.36) и (8.37) в качестве определяющего значения принимается температура I,= — y (/, +Г.). Когда жидкость течет в осевом направлении через кольцевой канал с внутренним вращающимся цилиндром, влияние массовой силы на поток также учитывается числом Ta, а влияние силы внешнего давления числом Ke равно 26ш/ м(a / — средний осевой расход).
Если движение среды происходит с возрастанием давления на поверхности обтекаемого тела, переход от ламинарного режима к турбулентному происходит при более низких значениях критерия Рейнольдса, если давление падает, этот переход совершается при более высоких значениях критерия Рейнольдса. Людмила Фирмаль
На рисунке 8.11 показаны различные области течения, которые были обнаружены эмпирически на основе анализа поля скоростей и статического давления. Изучение структуры течения показывает, что в рассматриваемых условиях возможны следующие режимы: ламинарный (/), макроскопический и(II) ламинарный, турбулентный (II/) и акр (IV/). ） В ламинарном потоке вращение не влияет на процесс теплопередачи. При появлении в потоке большого вихря коэффициент теплопередачи увеличивается в 2-4 раза. Для ламинарного течения Это приводит к снижению коэффициента теплопередачи.
Показана зависимость интенсивности теплообмена от скорости вращения в турбулентных условиях (график построен в логарифмическом масштабе). как видно из рисунка, He — | ’(1) увеличивает скорость вращения в турбулентной области (область I), но не отражает теплообмен intensity. As при дальнейшем увеличении скорости вращения зависимость N11 * — = I (Ta) становится общей при различных значениях критерия K11.Этот режим, в котором теплопередача определяется только вращением, называется диффузной турбулентностью, обусловленной macro-vortices.
Этот режим теплопередачи приведен в(8.37). Из анализа экспериментальных данных по теплопередаче видно, что переход от турбулентного состояния к турбулентному с большими вихрями является приближенным. И макро-вихри、 (8.39） В турбулентных потоках с макровихрениями тепловой поток можно рассматривать как сумму 2 составляющих, 1 из которых определяется только вращением, а другая 1 определяется только поступательным движением жидкости. Возможность использования такой методики проверена экспериментально.
Смотрите также:
| Теплоотдача в змеевиках | Теплоотдача вращающихся дисков |
| Теплоотдача в закрученных потоках | Особенности теплоотдачи в химически реагирующем газе |
