ISSN:
1432-1181
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
,
Physics
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung Hier sind Lösungen für die thermische Eintritts-strecke von horizontalen, laminaren Gleichströmungen in unvermischbaren Flüssigkeiten, die in direktem Kontakt untereinander sind, analytisch bestimmt worden. Die Lösungen gelten für Gleichströmungen in Röhren und in parallelen flachen Kanälen. Das betreffende Eigenwertproblem für solch ein zusammengesetztes Medium ist vollkommen mit dem Gedanken des kürzlich weiterentwickelten Zeichenzählverfahrens gelöst worden. Für die Rohre sind kreisring- und kernförmige Strömungen und für die parallelen Plattenkanäle Schichtkernströmungen angenommen worden. Hierbei ist die Grenzflächeninstabilität nicht in Betracht gezogen worden. Als erstes ist das Geschwindigkeitsproblem für eine vollkommen entwickelte Strömung gelöst und es sind Ausdrücke für die Pumpleistung für verschiedene Betriebsbedingungen ermittelt worden. Dann ist das Temperaturproblem analytisch behandelt worden, um Ausdrücke für die Größen von praktischem Interesse zu erzielen, wie die gesamte Wärmeaustauschrate über die Kanallänge für verschiedene Strömungsgeschwindigkeiten und Druckverlustanforderungen. Die Berechnung ist durch die Betrachtung eines Anwendungsbeispiels veranschaulicht worden, bei dem sehr zähflüssiges Öl mit einer zusätzlichen äußeren, dünnen Schicht, die weniger zähflüssig ist, gepumpt wurde. Die Pumpleistung und der gesamte Wärmeaustausch sind für beide Geometrien ausgewertet und kritisch mit dem einfachen Strömungsproblem von Fluiden verglichen worden.
Notes:
Abstract Thermal entry region solutions are analytically determined for horizontal, co-current laminar flow of immiscible liquids in direct contact, inside circular tubes and parallel plate channels. The related eigenvalue problem for such a composite media is readily solved by extending the ideas in the recently advanced sign-count method. It is assumed a core-annular flow configuration for circular tubes and sheat-core flow for the parallel plates channel, without consideration of interface instabilities and stratified flow. First, the velocity problem is solved for fully developed flow and pumping power expressions established for different operating conditions. Then, the temperature problem is analytically handled to yield expressions for quantities of practical interest such as total heat exchange rates, along the duct length and, again, for different flow rates and pressure drop requirements. The analysis is illustrated through consideration of an application dealing with pumping of a very viscous oil with the addition of an external thin layer of a less viscous fluid (water). Pumping power and total heat exchange are then evaluated for both geometries and critically compared to the single fluid flow problem.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01811560
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