Цыганков А.С. - Расчеты теплообменных аппаратов (1956), страница 8

Критерий Рейнольдса характеризует отношение сил инерции и сил вязкости в потоке жидкости и выражается зависимостью Критерий Прандтля характеризует физические свойства жидкости и выражается зависимостью Ре 3600 ч 36000кс Рг йе а Л К р и т е р и й Г р а с г о ф а характеризует взаимодействие подъемных сил и сил вязкости и выражается зависимостью С1г = —,, кгггдг (120) Здесь а — коэффициент теплоотдачи, ккал)мг-час С; с1, 1 — линейный размер, диаметр трубы или длина, м; Л вЂ” коэффициент теплопроводности, ккал) м-час 'С; о — скорость движения жидкости или газа, м/сек; Р— коэффициент динамической вязкости, кг сек)м'1 т — коэффициент кинематической вязкости, л;г/сек; с — теплоемкость (при постоянном давлении), ккал/кг ОС; д — ускорение силы тяжести, м)сек'; .1 — удельный вес, кг/мг; Л а.= — — коэффициент температуропроводности (характеризует скорость выравнивания температуры в неравномерно нагретом потоке жидкости или газа), м')час; Р— коэффициент линейного расширения жидкости или газа, 1/ОС; аг — разность температур, 'С.

Общие коэффицменты теплопередачн от нагревающей среды к нагреваемой через стенку 1. Через однослойную плоскую стенку А = ккал)м'-час" С, 1 (121) а11 Л+а где а, — коэффициент теплоотдачи от нагревающей среды к стенке, ккал)м'-час 'С; з — толщина стенки, м; Л вЂ” коэффициент теплопроводности материала стенки, ,ккал)м-час ОС; а„ вЂ” коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемой среде, ккал/м'-час 'С. 2. Через многослойную плоскую стенку 1 и ккал/м'-час" С, (122) где з, —:з„— толщина стенок (слоев), м; Л, —: ˄— коэффициент теплопроводиости материала стенок (слоев), ккал/м-час 'С.

51 (125) гг (г 1е г,б (в гп гг гп гб гп и и/сея 52 3. Через однослойную цилиндрическую стенку й= 1 ннал1мт-час о С в — + — + —— а1 Х ах от+ах 4. Через многослойную цилиндрическую стенку й— ( Ф, атб~ 211 4 21а Л1 + ' ' ' 21а Ла ~ алба! нналржт-час о С, ( 24) 1 где И, — внутренний диаметр цилиндра, м; с1ы с1, — внешние диаметры цилиндра и слоев, м; д — внешний диаметр последнего п-го слоя, м; 1й — натуральный логарифм.

Если толщина стенки цилиндра незначительна по сравнению с внутренним диаметром и толщинами слоев (изоляции) и со-; ставляет меньше '/м диаметра, то в этом случае коэффициент.' теплопередачи может быть подсчитан как для плоской стенки,"' 5. Через ребристую стенку: 1) для единицы гладкой поверхности А =,, ннал1лет-час "С; 1 и 1 Р1 — + +— ат Х ат Ра 2) для единицы ребристой поверхности 3 й =, „. — ннал1 лет-час С, (128) 1 Рл а Рт + + ат Рт 1 Рт ат где — — отношение гладкой поверхности Р, пт Ра к оребренной; 1 — ' — отношение оребренной поверх-( Р; М ности к гладкой. На рнс.

38 изображена ребристая стенка толщиной п, коэффициент теплопроводности: которой равен Х. Одна сторона этой стенки' Рис. Ж Коаффициеит ~' К ф,~~, снабжена ребрами из того же материала," ребристую степку. С гладкой стороны поверхность равна Рг а с оребренной — ет;, последняя соста'! вляется нз поверхности ребер и поверхности самой стенк14 между ребрами. Частные коэффициенты теплопередачи Упрощенное определение коэффициентов теплопередачи от пара к воде для конденсаторов может быть рекомендовано по нижеследующей приближенной формуле, результирующие данные которой отвечают характеру с> й Фгпп я Зппп ъ Й уйЮ й И ~~ уббр О -гбп Ъс Рис.

39. Коаффициеит теплопередачи от пара к воде в зависимости от скорости и температуры охлаждающей воды дав латунных трубок диаметром 19 мле. кривых рис. 39; эта формула дает, однако, несколько более высокие значения л=м~ф'е,'~,~т7л 1~- с, 11и1 где о — скорость воды в трубках, м(сен; гср — средняя температуры воды, 'С. Кривые коэффициента теплопередачи для латунных трубок диаметром 19 мм приведены на рис.

39. Значения коэффициента Й теплопередачи даны максимальные, достижимые в практически чистых конденсаторах хорошей конструкции с некоторым запасом. Для трубок диаметром 16 деле й увеличивается на 2вв Для трубок диаметром 25 леле и уменьшается на Зуе. Д мельхиоровых трубок й снижается на 10; и л трубок — на 17 — 20',Ъ. ув и для стальны Эти коэффициенты теплопередачи определены для конден, саторов, рассчитанных при М с учетом влияния паровог сопротивления.

Для получения среднего значения коэффициента й' най' денный коэффициент к по формуле (127) нли по рис. 39 слп дует умножить на 0,8 — 0,85 для учета влияния загря позе хн стн — ния загрязнени р нос н и непостоянства других факторов, отмеченны' на стр. 50. Коэфф ффициент теплопередачи для конденсат ,р о в п о д а н н ы м ВТИ определяется формулой в=ввез(," ~ ~1 — ~'в <ы — ц'1в,в,.

«в / ккалум -чпс С, (128 где к=0,12п(1+0,15) Е,; а = 0,8 — 0,85 — коэффициент, учитывающий загрязнен поверхности охлаждения; и — скорость воды в трубках, м1геку еу, — внутренний диаметр трубки, мму 1, — температура охлаждающей воды в конден саторе, 'С; Ф, — множитель, учитывающий влияние чнс ходов воды в конденсаторе, Ф 1 (в ~~1+ гв). ф я — число ходов воды в конденсаторе; Фа — множитель, учитывающий влияние паровой нагрузк конденсатора (l 1см. формулу (161)1: Ф = 1 для номи нальной паровой нагрузки или изменяющейся в пре делах от (У„,„ до У, = о„ Ь' „, где О, =0,9 — 0,0121, Ф = 3 (2 — 6) для ЕУ( О„, где 6 =— и, Коэффициент те плопередачи,цл я конденсат " ров паровых маши н: й= 0,8к ккпл1ме-час 'С, где й — коэффициент теплопередачи, определяемый по фор муле (127) нли по кривым рис.

39; число 0,8 — к то — коэффициент, учитывающий наличие в конденс а т ре масла, вносимого с паром в пылевидном с . стоянии. ,„5410 а МООР \ее 10 05 й ОООО УООО мгО'0 10 ОР ОР 4О дс'С Рис. 40. Козффиинент тенлояередачи для иснарнтелей в зависимости от разности температур (между температурой насыщения первичного и вторичного пара) и температуры испарения воды. поправочного коэффициента р принимается в пределах от 0,8 до 0,9 в зависимости от солености морской воды и рассола н корпусе нспарителя.

Большей солености воды н рассола епвечает меньшее значение коэффициента и наоборот. Коэффициент теплопередачи от пара к мазуту н зависимости от скорости н средней температуры мазута определяется по графику рис. 41. Кривые графика построены по данным испытаний для протекания флотского мазута М 12 в стальных трубках диаметром 17 13 дтм, Коэффициент теплопередачн от пара к мазутам М20 и М40 может быть с достаточной точностью определен зависимостью: Коэффициент теплопередачи для нспаритедей и опреснителей (от пара к кипящему рассолу морской иоды) определяется по кривым рис.

40 в зависимости от температуры первичного (греющего) и вторичного пара. При практических расчетах нспарителей следует учитывать степень загрязнения поверхности теплообмена, влияние воздуха и неравномерность распределения теплоносителя, ухудшающие коэффнциейт теплопередачн против теоретически подсчитанного. Это влияние учитывается поправочным коэффициентом р, который вводится в виде множителя к коэффициенту .; плопередачи, найденного по кривым рис. 40. Значение А, = в,й ккалемт-час С, (129) Ее 1,75 1,5 750 5.> г00 с г50 100 1,0 ,80 Нс бй о ф , ое 5000 ого еЬ цц тг 550 о Ф 500 йо 36 3г 150 10ОО Ф Рис.

43 57 где е, — поправочный коэффициент, учитывающий изменение марки мазута и принимаемый: а,=0,93 — для мазута М 20; е, = 0,87 — для мазута М 40; л — коэффициент теплопередачи от пара к мазуту М 12, определяемый по графику рис. 41. 05 1,5 20 Р м7сен Рис. 41.

Коэффициент теплопередачи от пара к мазуту в зависимости от его скорости и средней температуры. Коэффициент теплопередачи от пара к мазуту, протекающему в трубках с установленными в них ретардерами, может быть определен зависимостью Ир — — г й„ккал1 м'-час ' С, (130) где аэ — поправочный коэффициент, учитывающий влияние ретардеров в зависимости от скорости и средней температуры мазута, определяемый по графику рис. 42; А„— коэффициент теплопередачи от пара к мазуту данной марки, определяемый по формнле (129) и графику рис. 41.

В качестве ретардеров применялись плоские стальные полось» толщиной 1 лгм и спирали, свернутые из тех же полос с раз-", личным шагом закручивания. Испытания показали, что при ламинарном движении мазута в трубке, которое обычно имеет место в подогревателях топлива, уменьшение шага (от 300 до 9) мм) спиральных„' ретардеров нли замена их плоскими не оказывает существен-: ного влияния на увеличение коэффициента теплопередачи. Коэффициент теплопередачи от пара к маслу в зависимости от скорости и средней температуры масла опре4 делается по графику рис.