06-09-2014_00-25-24 (1) / Лекция 11

Лекция №11

Перенос тепла в турбулентном потоке.

Подход к анализу переноса тепловой энергии в турбулентном потоке аналогичен подходу к переносу количества движения.

Заменяем мгновенные значения параметров на линейную комбинацию их осредненной и пульсационной составляющих:

t = + t’

= - уравнение Фурье – Кирхгоффа для мгновенных значений температуры и скорости.

Проведем замену мгновенных значений:

=коэффициент турбулентной теплопроводности. Тепловой поток, переносимый турбулентными пульсациями, пропорционален градиенту температуры

- коэффициент турбулентной температуропроводности

= = ;

=, - динамическая скорость

Определение профиля температур в плоском квазистационарном турбулентном потоке.

(1)

y = 0, q = ,

y=; q = ;

Интегрируем (1) и с использованием граничного условия при у = 0 получаем:

y - линейный профиль температуры у стенки

y – профиль температур вдали от стенки логарифмический.

Постоянную С ищем «сращивая» линейный и логарифмический профили температур в точке y=y₀:

Профиль температур связан с профилем скоростей. Гипотеза Прандтля о наличии у стенки пограничного слоя оправдывается.

Перенос тепла при фазовом превращении.

Перенос тепла при конденсации.

Конденсация бывает капельная и пленочная.

Перенос тепла при пленочной конденсации

δ

y

q =

= dz

G

dG∙r –

. С ростом z растут: толщина пленки конденсата, сопротивление переносу тепла и падает (см.рис.)

При пленочной конденсации на горизонтальных трубах имеем аналогичную зависимость:

Когда имеется «пакет – труб» коэффициент теплоотдачи уменьшается за счет термического сопротивления пленки конденсата, стекающей с верхней трубы:

Это можно учесть поправочным коэффициентом рядности в зависимости от числа рядов труб (п), находящихся друг под другом

,

В зависимости от концентрации неконденсирующихся газов х %. Коэффициент теплоотдачи резко падает по сравнению с , рассчитанным по формуле Нуссельта.

Коэффициент теплоотдачи при кипении

Кипение - процесс внутреннего испарения

Процессы кипения разделяют на: - пузырьковое; - пленочное.

кип

Кр

Коэффициент теплоотдачи для воды при пузырьковом кипении по зависимости Кружилина равен:

– относительный коэффициент теплоотдачи при кипении раствора (р); φ≤1.

Формулы для расчета - эмпирические.