Основы теории теплообмена Кутателадзе С.С. (1013620), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Антуфьев В. М., Белецкий Г. С. Теплоотдача и сопротивление трубчатых поверхностей в поперечном потоке. М., Машгиз, 1948. 2. Антуфьев В. М. Эффективность различных форм конвентнвных поверхностей нагрева.' М.— Л., «Энергия», 1966. 3 А»ров М. Э., Тодес О. М. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов са стационарным и кипящим зернистым слоем. Л., «Химин», 1968. 4, Берман Л. Д. Испарительное охлаждение циркуляционной воды. М., Госэнергоиздат, 1957. 5, Гольдштик М.
А. Элементарная теория кипящего слоя.— «Журн. прикл. механ. н техн. физо, 1972, № 6, с. 106. 6. )Кидкометаллическне теплоносители, М., Атомиздат, 1973. Авт.: В. М. Боришансний, С. С. Кутателадзе, И. И. Новиков, О. С. Федынский. 1, Жаворонков Н. М. Гидравлические основы скрубберного процесса и теплоотдача в скрубберах. М., <Сов. наука», 1944. 8. )Кукаускас А., Макарявичус В., Шланчяускас А. Теплоотдача пучков труб в поперечном потоке жидкости. Вильнюс, «Минтис», 1968, 9.
Эабродскнй С. С. Гидравлика и теплообмен в псевдоожиженном слое. М.— Л., Госэнергоиздат, 1963. 10. Карасина Э. С. Теплоабмен в пучках труб с поперечными ребрами. — «Изв. Всесоюз. теплотехн. ин-та», 1952, № 12, с. 12. 1!. Кошкин В. К., Калинин Э. К. Теплообменные аппараты и теплоносители. М., «Ма. шнностроение», 1971.
12. Кузнецов Н. В., Щербаков А. 3., Титова Е. Я. Новые расчетные формулы для аэродинамического сопротивления поперечно обтекаемых трубных пучков.— «Теплоэнергетика», 1954, № 9, с. 27. !3 Лапин М. Ф. Теплоотдзча и аэродинамическое сопротивление гладкотрубных пучков при больших числах Пе газового потока.— «Теплоэнергетика», 1956, № 9, с 49, 14. Методика и зависимости для теоретического расчета теплообмена и гидравлического сопротивления теплообменного оборудования АЭС, РТМ24031 05 — 72. М., Минтяжмаш, 1972. 15. Михайлов Г. А. Конвективный теплообмен в пучках труб.— <Советское котлотурбостроение», 1939, № 12, с. 434.
16 Петровский Ю. В., Фастовский В. Г. Современные эффективные теплообменннки. М.— Л., Госэисрганздат, 1962. (Тр. ВЭИ, вып. 70). 17. Сыромятников М. Н., Васанова Л. К., Шиманский Ю. Н. Тепло- и массообмен в кипящем слсе. М., «Химия», 1967. 18 Тепловые н гидравлические характеристики пучков нз труб с поперечными ребрами при продольном обтекании -- «Теплоэнергетика», 1973, № 6, с. 70.
Авт.; О. С. Виноградов, П. И. Пучков, А. В. Иванова и др. 19 Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод). М. — Л., Госэнергоиздат, 1957. 20. Шолохов А. А., Минашнн В. Е. Тсплаобмен при продольном течении жидкости в пучках стержней.— «Атомная энергия», 1968, т. 25, вып. 4, с. 280. 21.
Юдин В. Ф., Тохтарова Л. С. Теплаотдача и сопротивление пучков оребренных труб с различными высотами и шагами ребер прн больших числах Пе. — «Энергомашиностроение», !972, № 12, с. 21. 22. Юдин В. Ф., Тохтарава Л. С. Влияние теплопроваднасти ребер и теплоносителя на теплоотдачч пучков ребристых труб при поперечном амывании.
— «Теплоэнергетика», 1971, № 9, с. 66. 23, Яеппыщ 8. Ргасе !пзеип1а !есппгй1 с!ер1пе), Сод 7, 1964. ГИДРОДИНАМИКА И ТЕПЛООБМЕН В СРЕДАХ С НЕЛИНЕЙНЫМ ЗАКОНОМ МОЛЕКУЛЯРНОГО ТРЕНИЯ 16.1. ЖИДКОСТИ С НЕЛИНЕЙНОЙ КРИВОЙ ТЕЧЕНИЯ Кривой течения называют зависимость между касательными напряжениями и градиентом скорости в плоском одномерно ламинарном изотермическои потоке, когда скорость и меняется только по нормали к направлению течения. У жидкостей, подчиняющихся закону трения Ньютона, в рассматриваемых условиях т = (х = соп51 оку'ву (! 6.1. !) и кривая течения линейна. Идеальный газ является наиболее точной моделью ньютоновской жидкости.
Практически таково поведение и реальных жидкостей с небольшими молекулами. Жидкости с большими молекулами имеют нелинейные кривые течения и могут быть разделены на несколько классов. 1. Жидкости с однозначной, но нелинейной связью между напряжениеи и скоростью сдвига в данной точке*. Мы будем называть их жидкостями со структурной вязкостью. 2. Жидкости с меняющейся во времени связью между напряжением и скоростью сдвига. Мы будем называть их жидкостями с нестационарным законом трения.
3. Жидкости вязкоупругие, т. е. проявляющие частичное упругое восстанов. ление формы после снятия напряжения. Системы, состоящие из мелких твердых частиц, в неньютоновской жидкости ведут себя в целом как среды с нелинейной кривой течения. В такого рода срс. дах перестройка ориентации молекул и их взаимодействия в процессе течении влияет не только на коэффициент вязкости !ь, определяемый по формуле (16.1.1), но и на другие коэффициенты переносов. Однако во многих случаях коэффициент теплопроводности меняется существенно меньше, чем коэффи.
циент вязкости. Следует также отметить, что вследствие большой вязкости жидкостей с круп. ными молекулами их течение в практических условиях обычно является лами. нарным. Ниже мы рассмотрим главным образом некоторые вопросы гидродинамихи и теплообмена жидкостей со структурной вязкостью. 16аь сВязь меЖду текучестью и кАсАтельными НАПРЯЖЕНИЯМИ В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ СО СТРУКТУРНОЙ ВЯЗКОСТЬЮ огв и' ( дх 1 г1Т ду уу (, ш / 1 — время, Т = ох1оу — сдвиг и т — скорость сдвига. 222 Анализ экспериментальных данных показывает, что текучесть гр = р-' является более простой функцией касательных напряжений т, чем собственно динамический коэффициент вязкости. Значительное число сложных эмпирических выражений, основанных на более или менее удачной аппроксимации нелинейной кривой течения в некотором интервале напряжений или скоростей сдвига, не нашло широкого использования, а наиболее распространенная степенная формула Оствальда, подку- т' 0//и (16.2.2) Соответственно (16.2.3) (16.2.4) (16.2.5) набором пяти фо = 1; ф,=ехр( — т ); фа=[1 — т (1 — п))ы1з "1.
что текучесть при л = 1 характеризуется при т,< "с< с, прн т) т„п = 1 при т) т„п~ 1 Отсюда следует, величин: (то', тзр ро1 ф ' О). (16.2.6) В сильно структурированных жидкостях разрушение структуры под влиянием напряжения сдвига приводит к значительному изменению текучести. К таким жидкостям относятся расплавы полимеров, концентрированные суспензии, пасты, битумы и т. п. Для слабо структурированных жидкостей (растворов полимеров, низкоконцентрированных суспензий, эмульсий, латексов) под действием напряжения сдвига текучесть меняется сравнительно слабо. При достаточно малых т„практически интересная область удовлетворительно описывается первыми двумя-тремя членами разложения уравнения (16.2.4)**. Переписав его с учетом уравнения (16.2.1) в виде ф = ф- — (ф~ — фо) ехр( — 9(т — тз)/(ф- — сро))> (16.2.7) получим ф = ф~ + ср (т — т ) — (6~/2) (т — т )'/(ф — сро) + ...
(16.2.8) * У тан называемых дилатантных жидкостей Ыф/от<0. '* Следует также иметь в виду, что у большинства жидкостей т~ ц 223 пзя простотой последующих операций с нею, не выдерживает критики ни с точки зрения соответствия предельным свойствам ср (т), ни с точки зрения размерности входящих в нее коэффициентов. Ниже излагаются результаты, полученные автором совместно с Е.
М. Хабахпашевой и В. И. Поповым. На рис. 16.1 схематично показана общая зависимость ф (т) для случая с(фут ) 0 при т ) т, по экспериментальным данным ряда авторов. В области т < т, ф=О и жидкость проявляет так называемую условную упругость. В области т, < т < т, поведение жидкости характеризуется постоянной текучестью фо. Естественно, что в определении т, есть некоторая условность, ибо переход от постоянной текучести фо к переменной осуществляется плавно на некотором отрезке Ьт. Величину т, назовем пределом устой- ро низости макроструктуры жидкости, а ф, — нулевой текучестью.
Соответственно текучесть при т — со обозначим ср В качестве масштаба изменения текучести естественно выбрать разность ф — ф„а в качестве искомой переменной — дефект текучести ф — ф. Тогда из величин ф, и т — и, можно образовать два безразмерных комплекса, вводя некоторую величину О, которая может служить мерой структурной стабильности жидкости: о'р (фо = (фЪ вЂ” Ч')/(ф — фо) и Рис. 16.1. Зависимость ф от т т = В (т — тх)/(ф — ф,)).
(16.2.1) Зависимость ф (т,) имеет одинаковый характер для жидкостей как с возрастающей (ф ) ф,), так и с уменьшающейся (ф < фо) текучестью. При этом всегда с(оф /с(т*„) О, и текучесть жидкости можно формально описать уравнением о1ли, ограничиваясь двумя первыми членами разложения, %='ро+~(т — тт). (16.2.91 16.3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТЕЙ И ГИДРАВЛИЧЕСК01 СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРИ СТАБИЛИЗИРОВАННОМ ИЗОТЕРМИЧЕСКОМ ТЕЧЕНИИ ЖИДКОСТИ С ЛИНЕЙНЫМ ЗАКОНОМ ТЕКУЧЕСТИ При ламинарном течении жидкости в цилиндрическом канале распределенно касательных напряжений имеет вид т=т„$, ( !6.3.!) где $ = )с//со — безразмерный радиус.
При т, = 0 и т ( т, в результате интегрирования уравнения иум йод/8 = — ср (т — то), (16.3,2) где т = — (%2) Ип/дк), получим про филь скорости: При т, = 0 и линейном законе теку. чести тр = фо (1+ Ю/фо) (16 3 3) получим тот /1о фо ~(1 ты) 2 + — — т„(1 — Р) ~; (16.3.4) 3 тст /7о Ча / ис 2 ), 3 '/' (!+в Чо (16.3,5) (! 6.3.8) а/ао йв ав вв вг и вг вд вв овв/во ~о 2 1 — Ет+(2О/зфо) тот(1-1') оо 1+ 4тот О/5'ро (16.3.1) Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
