Боришанский Справочник по теплопередаче (В.М. Боришанский Справочник по теплопередаче), страница 18

Аналогичным образом можно рассчитать рзспределение вдоль обвода профиля значений коэффициента сопротивления, пользуясь формулой (8-30), н коэффициента теплоотдачи (числа Хп), пользуясь формулой (8-31). для определения срздник значений этих величин можно построить кривые Хц =- Ха(х) и е« е«(х) и проинтегрировать нк. Значение среднего коэффициента теплоотдачи в решетке про- Т филей при М(0,5 н Т 1 можно рассчитать (Л. 8-7) по фор.

муле: аЬ «» ге» зт» Л ь «ст «Р шз «соэ 5» где «,„ — температура стенки; «, — температура потока; «к, ш„, В „ — значения температуры, скорости и толщвны потери теплосодержання в сечении задней кромки профиля; « †ш решетки; ш, — значение скорости на выходе из решетки; р, — угол выхода потока относительно осн решетки. Величина Ьт „ получается из расчета теплового пограничного слоя методом, аналогичным описанному методу расчета В»к, с помо цью формул: при лаиинарном течении пограничного слоя на всем обводе профиля: тц~ ~) те, дх~ 'з йт — — 0,826 7.» жт (8.22а) Дальше производится расчет пограничного слоя в области от з з — = 0,608 до — = 0,208 по формуле (8-22).

Интегрирование про- 8 ь — « изводится грзфически, для чего строятся кривые ш «=ш(в) в том же масштабе. что н кривая рис. 8-4. В точке з-з»р~ для Ь" получается значение: [24 Теплоотдача при обтекании тел несжимаемой жидкостью [Гл. 8 [ г ш й„+1078,о,1 о,з 8 ° 8,211878 2 . = 0,00011 Ш э172 шьэ (8.25а) а для участка л(х„расчет ведется по (8-22а); при возникновении в пограничном слое, развивающемся вдоть обвода профиля, турбулентного режима течения после л = л„ для области х ) х„ 2. при це(5 1О' ,ол ' 1,28 1.28 г г 271 ' Шь'„рзч О.а Ьт „— — 0,028 — ~ ~ ш,йл+ 49,3 ].; (8-29а) шь ч ' "ер2 при ке ) 5 1О' к 1,17 1.17 7' ГГ йт2 ш жр2 18 88 йт.

=00!6 — ~ ~ шйх+ 1226 ею ~ (832') ккря 8-7. Теплоотдача при обтекании шара Отрыв пограничного слоя н образованна вихревой области за кормой шара начянается прн це ) 50. В зависимости от числа шьО це = — точка отрыва смещается, в результате чего зависимость т Хп от ке при обтекании шара имеет сложный характер. Теория теплообмена в вихревой области пока ае разработана и поэтому теплообиен плохо обтекаемых тел приходится рассчитывать только на ОСНОВЕ Обоб1ЦеииыХ опытиыК Даняык. Для шара существует предельное, наименьшее возможное знаа0 чеиие числа Хп = — : )г ' Хиж1п = 2.

Имеющиеся многочисленные опытные данные по теплоотдаче при вынужденном обтекании шаров хорошо обоб цаются [Л. 8-10[ формулой: Хп 2+003рголзкео.БЯ [ 035 рго,закво,аз (8.40) Значение числа Хп при вынужденном обтекании шара газом с учетом свободной конвекции определяется по экспериментальному графику [Л. 8 17[, приведенному на рис. 8-5. при ламинарном течении пограничного слоя на участке от передней точки разветвления до точки х = к„ 1 и переходном режиме теченвя после л = х„ формула для расчета 8 в области х ) х , имеет вид: ф 8-8) теплоотдача при нестационарном обтекании шара )25 и -ст,ссг лт .ус г ге с.=атрлг и и гс и ес гс и и и м ьм ггс геену Рис.

З.а. Теплоотдаче е учетом свободной коивекции ири выиуждеииом обтекании шара вот~ ком геке Пример. Вычислить коэффициент теплоотдачи коивекцией от горячего воздуха (Г = 300'С) к капле жидкого топлива диаметром 500 мкн, летящей с относительвой скоростью в 1 м/сек. При указанной температуре для воздуха Рг=0,722, 5=0,0369 ккал/м.град час ч = 49,9 ! 0 ' м'/сск. Соответственно 1,500.10-е 49,9 10-' 9 81,(5,10-е)в Ог= (499 РО е)е 273 ) 300бг =0,000951.

При возможном в данном случае значевии Дг влияние свободной конвекции пренебрежимо мало и расчет ведется без ее учета; 0,0359 и = 500 10, (2 + 0,03 0,722 ' ° 1О ' + 0,35 Х Х 0,722цзз 1Ос'зз) = 243 ккал/м' град час. 8-8. Теплоотдача при нестационарном обтекании сФерических частиц При нестационарном теплообмене, когда пограничный слой еще только формвруется, следует различать теплоотдачу с поверхности тела о„ и теплоотдачу в объем среды и,б. Величина 4 б — — и б(г, — ге) представляет собою удельный тепловой поток, проникающий через пограничный слой в основную массу жидкости, Ц8 Теплоотдача при обтекании тел несшие)леной лгидкостью (Гл. 8 Величина оп = а„(г, — 1,) — удельный тепловой поток с поверхности шара.

По опытен [Л. 8-10) в области 50(Ке(3230 можно счнтать, что Но' ке (8-41) а 1 10'+ Нагие а„ 5 бргзлз — =1+ а Но (8-42) шат Здесь Но = — — критерий гомохроиности для ьэ и — коэффициент теплоотдачи при цесса, определяемый с помощью При ч = 0 коэффициент а„= со и а е — 0; режиме (теоретически т= со) шаровой частицы; стабилизации про- формулы (8-40). при стационарном в =по=в. и ое 8-9.

Теплоотдача при псперечиом обтекании одиночного цилиндра и призматического стержня Нц = С Ргпйе"', (8-43) вьгэе шь) эк 1лть 1лэгь 'Р где Нц= — и Яе =— 'ь По имеющимся опытным данным (Л'. 8-3, 8-4, 8-8, 8-28) показатель степени и лежит в пределах 0,31 — 0,4, т. е. составляет ввличииу того же порядка, что и при продольном обтекании теплообиевной поверхности. В среднем для единообразия расчетов можно принять, что и = 0,35. Расчетная формула (8.44) Прн поперечном обтекании цилиндра на его лобовой части образуется пограничный слой, имеющий конечную толщину по всему течению от точки разветвления потока до точки отрыва. Местоположение точки отрыва пограничного слоя зависит от числа РейшьО нольдса ке = — . Переме цение точки отрыва и связанное с этим э изменение соотношения между областью пограничного слоя и вихревой областью в кормовой части цилиндра влияет на ход зависимости от числа ке как коэффициента аэродинамического сопротивления, тан и среднего коэффициента теплоотдачи цилиндра.

Интенсивность теплоотдачи а меняется по окружности цилиндра немонотонно (рис. 8-5). Для газов и иеметаллических жидкостей при Рг ( 350 средний коэффициент теплоотдачи при поперечном обтекании цилиндра или призматического стержня определяется из формулы: т 8-)0) Твплозтдача ири обтекании пакетов труб и старжией Ц7 еер/~к 1,8 1,0 08 04 0,8 ' 0 00 00 00 180 150 'У 70 00 00 10 гр Рве. З-г. Звввсимость тевлоотдвчи цвлввдрз от угла атаки Рве З.Е. Изменение ввтсвсвввоств тевлоотлзчв по окружи ств цвлввлрв [рг-о.гг] г)не-~ Юнггне-4 ~С иой трубы зависимость коэффициента теплоотдачн от угла атаки (Л, 8-22) показана на рис. 8-7.

Коэффипиент з равен отношению а т, где а — коэффициент теплоотдачи при угле атаки уч а„— коэфсзз фициент при у = 90', определяемый из формулы (8-44) по скорости в живом сечении, нормальном оси обтекающего потока. 8-10. Теплоотлача при поперечном обтекании пакетов труб и призматических стержней При поперечном обтекании пакета трубы первого ряда находятся в условиях, мало отличающихся от одиночной трубы. В последующих рядах по ходу потока интенсивность теплоотдачи возрастает из-за турбулиззцин потока при праха кдении через предшествующие ряды труб. В связи с этим, а также из-за образования аэродинамического .следа" за передними рядами труб, характер обтекания второго и последующих рядов труб меняется. Характер течения по.

тока в межтрубнои нростраистве практически стабилизируется в Заачения С и т зависят от формы обтекаемого стержня и от диапазона чисел )те (св. табл. 8.3). Коэффициент С зависит также от темперзтуриого фактора и, в известной мерз, от степени турбулентности наб таю его потока. В табл. 8-3 приводятся значения коэффициента С для .обичних' условий.

Физические харзктсристики берутся при температуре набегаюшего потока. темпсрзтурний фактор приближенно можно учесть ург, ож умножением коэффициента С ва величину ~ — ') (Л. 8-4, 8-8ф уст/ В случае, когда угол атаки (острый угол между направлением потока и осью трубы) т ( 90',теплоотдзчз уменьшается. Для одиноч- 18 [28 Теплоотдиеи при обтекании тел несжимиемоб жидкостью [Гл. 8 Се»саяе стержня и иаправ- леиие зотова ДО о,ям о.м олн о ли О,'аа О,за О,оа одн Омо 0.585 0,22 о,ом а,1 е 8 1.

Ю» 6 !У 6.!У л 50 1.Ю» мю 6 !Π— Π— О ж (.л — Π— П вЂ” О ° »»ч~ 1;1»1,6 — Ц 2:1 О.583 1 1У 6 Ю* 0,612 О.гз 1.5 10' 2,6 1О' 0,166 1 Ю* 6. Ю» ОА38 0,782 О.!82 0,0305 13М Ю' 1 !У 5 !О' 1,05.10 О,бга 0,675 810 1.!У 0,180 о,юе 2,5 10' '5.1а» 0.731 1Д.1О л. ю» О,зач !ю 1а О,агб 2 1О 3 1О» 0.61 з,ю» 0.235» О,бб » цря вамеиеиии положения сечения стержия отиосительио иаправлеиия омыва- ВЩЕГО натаха Иаеффамавит тЕПЛООтиаЧИ ИаМЕВЯЕтов В ПРЕДЕЛаХ Я15те [Л.

1»2). Таблица 8-8 Значения кооффициента С и показателя степени т в формуле [8-44) д,зя теплоотдачи одиночных поперечно обтекаемых стержней разной формы [Л. 8-2, 8-!), 8-28[ р 8-10) Теллоотдача при обтекании лакетоа труб и стержней 12Я пакете с шахматным расположением труб с 4-го ряда и при коридорном расположении — с 7-го ряда. Расчет коэффициента теплоотдачи для пакетов (пучков) труб ведется так же, как и для одиночной трубы, по фориуле (8-44). При этом в качестве расчетной скорости ш, принимается скорость в узкои сечении пучка, а коэффициент С и показатель степени и выбираются в зависимости от конфигурации пакета и числа рядов труб в ием. С учетом поправки на число Рг при )(е ) 5, 10' [Л. 8.23[: а) при коридорном расположении гладких труб т Ргс,за Т,„ то,бе а = 0,200С о ~ — / '[ккалумт час град); (8-45) 8, — ТУ б) при шахматном расположении гладких труб и ' ~~07 имя 0,334С о чс ~ — ) [ -) [клал/мв чал гРад); (8-45) 8, — 11 в) при шахматном расположении гладких труб и — ' (0,7 й р,о,зб / хелп и = 0,305С е ча ~ — ~ [ииалс/мв час град! (8-47) Здесь С вЂ” поправка на число рядов (г,) в продольном направлении 8,— продольный шаг труб; 8,— поперечный шаг труб; 8= 1гг 0,258з+аз — диагональный шаг труб.

Па рис. 8.8 и 8-9 (вклейки) даны номограммы для определения к для воздуха н дымовых газов паровых котлов.' Там же даны графики для определения коэффициентов С н С . С помощью последнего здесь н в других ноиограммах учитывается зависимость а от температуры и состава газов. По опытныи данным [Л. 8-15[, полученным при продувке неболь- 8 1 шаго количества пучков(двух шахматных и двух коридориых: — = ' !Э зх 8г зс =1,6; — = 1,8 и — = 1,28; — = 1,5), верхний предел прнмени- У) ' )7 ' ' хт мости формул (8-45) и (8-47) для пучков с ббльшнми шагамн соответствует Яе=(350 —:400) 10', а для пучков с меньшими шагами соответствует Ке = 120 1О'. При более высоких значениях Ке в пучках с меньшими шагами показатель степени хч в выражении типа (844) Эти и последующие номограммы для определевия к псстроевы для вохдухе и дымовых геков втмссфер ~ого давления.