ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплоотдача при турбулентном движении жидкости из "Теоретические основы типовых процессов химической технологии" Как было показано выще, процесс переноса теплоты в движущейся жидкости определяется гидродинамической обстановкой. Для турбулентного потока характерно наличие вязкого подслоя, в котором течение определяется преимущественно действием сил вязкого трения, и турбулентного пограничного слоя с развитыми турбулентными пульсациями. За счет этих пульсаций в направлении, перпендикулярном направлению потока, перемещаются макроскопические элементы жидкости, являющиеся носителями энергии. Все процессы переноса в ядре турбулентного потока протекают с большой скоростью. Поэтому определяющую роль играют явления переноса в пристенной области. [c.299] Таким образом, в турбулентном потоке имеет место логарифмическое распределение температур по нормали к обтекаемой поверхности, аналогичное логарифмическому профилю скоростей, — уравнение (П,87). [c.300] Зависимость (IV.39) дает оценку влиявия теплофизических свойств жидкости на кинетику теплоотдачи от стенки к турбулентному потоку жидкостей. Она хорошо согласуется с опытными данными. [c.301] Это приращение обусловлено теплоотдачей от стенки, т. е. [c.302] Полученный результат является приближенным, однако он обосновывает характер зависимости Ни от Ке. [c.303] Влияние входного участка при турбулентном движении потока сильно зависит от условий входа. При прочих равных условиях средние значения коэффициентов теплоотдачи тем выше, чем больше на входе жидкости возмущения, обусловленные конструктивными факторами. Увеличению длины ламинарного пограничного слоя способствуют плавный вход жидкости или наличие успокоительного участка, а уменьшению возмущения, вызванные острыми кромками на входе, вводом жидкости под углом и т. п. [c.304] В связи с тем, что толщина турбулентного пограничного слоя возрастает с увеличением расстояния от входа быстрее [пропорционально л / — см. уравнение (П. 97)] толщины ламинарного пограничного слоя [пропорционально — см. уравнение (И. 77)], при турбулентном режиме движения жидкости входной участок оказывается значительно короче, чем при ламинарном. Как показывают опытные данные по теплоотдаче к жидкостям, движущимся в трубах, при 1/0 16 средний коэффициент теплоотдачи практически не зависит от длины трубы. Таким образом, при турбулентном режиме движения жидкости в трубах влияние входных эффектов может заметно сказываться только для коротких труб. [c.304] Рассмотренные выше положения касаются теплоотдачи к жидкости, поток которой ограничен гладкими стенками. Если стенки имеют шероховатость, то ее влияние при ламинарном течении проявляется в увеличении обтекаемой поверхности (подобно эффекту оребрения) на структуру же потока шероховатость не влияет. Аналогичные выводы относятся и к турбулентным течениям в области гладкого трения, т. е. когда выступы шероховатостей не выходят за пределы вязкого подслоя. В области же шероховатого трения теплоотдача интенсифицируется за счет турбулизации вязкого подслоя. Одновременно возрастает и гидравлическое сопротивление, обусловленное трением. Создание искусственной шероховатости используется как метод интенсификации теплоотдачи. Экспериментально найдено, что оптимальное соотношение шага между соседними выступами и их высотой равно примерно 13. При этом коэффициент теплоотдачи примерно в 2,3 раза выше, чем при гладких трубах. [c.305] Вернуться к основной статье