В. П. Исаченко, В.А. Осипова, А. С. Сукомел - Теплопередача (1013600), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Физйческие свойства жидкости, входящие в Хв и Ре, а таиже значение р выбираютсн по тсмперат>ре 1=1, †! !2 (значение р берется по средней шмпературе стенки). Определяющим размером, вводимым в Ми и Ре, является внутренний диаметр трубы. Величина ег представляет собой поправку на гидродинамический начальный участок, формирукицийсн одновременно с начальным термическим участком; поправка м пожег быть вычислена па формуле 0=0,10( —,', — !) '/(1+2,8 — ' —,!), справедливой при н — — „(0.1, юш взята ио грв]мка рис. 8-10. Оареде- ! жпощие величины те жс, что и для критериев Р(п и Ре. Если в начале трубы ылоеется необогреваемый участок длиной (о< <! „то приближенно можно пользоваться формулой (8-8), подставив ! 1 в выражение — — — — вместо ! сумму !ч-1-!.
Если (к)! ч, то следует при- ве и нимать во= !. г Уравнение (8-8) получено при — <0,01 и 0,07<р !>км<1800. Учет влияния вязкости с помощью отношении (р,!р ).от' справедлив для капельник жилкостей н непригоден для газов. Формула (8 Б) пожег быль — — ! ' ' ( ' использована при постоннной - ' о(- .г- --1-- 1 - ц. - - или слабо изысня1ощейся по длине температуре стенки. 1 Согласно (Л.
144] при — — — Огрг)8 !Оо имеет место вяз кастио-гранитацноиный режим. о Здесь Ст=дрдйр(чк", 81= ю ю' ю ю 1ом го ю' ю ю' — ] (! — ук) ]; ь - температура жидкости па входе в трубу; ркк В-!а. 1'ккксчтккчг кк амрохккэмнчемюм физическис параметры, ахали Воч вом учкс к кру эой трубы врн кэмм- С Р, ыби аютсн по норкам м еквк и Г,=топить щие е м г, вы ираютсн по температуре (=О,б(го-)-!к).
При вязкостно-гравитапионном режиме коэффициенты теплаатдачи больше определяемых по формулам (8.4) и (8-б). В результате влияния естественной конвекции коэффициент теплоотдачи при определенных условиях мажет увеличиться в 6 раз. Учсг влинния естественной конвекции при рвали пгых положениях тр>бы в сочетании с различными условиями ее нагревания и охлюкдения нвляетси ластаточио трудной аадачей.
Сравнительно небольшие различия граничных усповий часто приводят к с>тпествевгго разным 212 Знанення , лр ллааларнлн режюм а ! и 1,Ш ! 1ЗЗ 11е 1,13 1,05 1,02 1,Эо 1,1З 1,70 Обширные исследования теплоотдзчи при вязиостном и зязяостногравитапиопном режвмах были проведены Б. С.
Петуховым, Е. А. Краснощековым, Л. Д. Нольде и др. [Л. 123, 149, 160, !51 и лр.]. В экспериментах, проведенных с водой при 4а=сопз(, получено [Л. 15!], что вследствие свободной конвенции температура стенки горизонтальной трубы может с)щественно изменятьсв по париметру; в условиях нагрева жиляостн на верхней образующей она значительно выше, чем на нижней. В случае необходимости проведения тщательных расчетов теплосшачи при вяэхостно-гравитадиониом течении следует обратитьсн к цитированным работам.
Б. Тегелоотдонп ври турбулентном режиме Ранее при рассмотрении турбулентного пограничного слоя было получено [формула (7-32)]: 'сер — 1«) , ~1+ 1 )гг ~ (ш"з — 1) ~ ПРИМЕМ ДЛЯ тсзсина В тРУбш Чта ЮЕ=Ю Н 1е=г, ГДЕ Ю И 1 — епатветственно средние по сечению скорость и температура жидхоств. При беаотрывном течении, когда гидравлическое сопротивление опрепеляется силами трения, величину зл можно найти, зная козффи. циент гидравлического сопротивления 5 для стабилизированного течеви». Разнос1ь давлении в двух поперечных сечениях трубы 1 и 2 бр= =р~ — рэ (ргк. 8-П) при стабилизированном течении идет ва преодоление трения на стенках (в начальном участке еще дополнительно нэ перестройку потока), Тогда ЛР(= аей 21,3 результатам экспериментов, что затруцнявг получение обобщенных заапсг1мостай, справедливых лля всех случаев вяэкостно-гравитационного режима, Приближенная оценка среднего коэффициента теплоотдачи прн вязиостно-гравитационном режиме может быть проиаведена по формуле [Л.125]: Х (ОгнеРгн)ее(Ргв/Рг,)ежз1.
(8-8) Здесь в виде определяющей принята средняя температура экидиоств в трубе. Определяющим размером является внутренний лиаметр трубы. Коэффициент м учитывает изменение среднего коэффициента теп.тоотдачи по длине трубы. Если 1)е(~50, то ее=1. ]Три 1(г((аеб поправку м можно приближенна оценить с помощью табл.
8-! [Л. 124]. Тэблваз 0-1 где [ — площадь поперечного сечения трубы; Р— между сечениями ) и 2. Согласно закону Дарси ! рн бр=! — —. Л 2 поверхность трубы Тогда и; — ((о — = ! — —. ° ! ьР 1. Г Г 2 и' Для нруглой трубы и и' 4' Отсюда й 8 (8-7) Подставив псслецнсе соотношение в уравнегше (7-32) и разделив левую и правую части этого уравнения на рсры(г — 1,), получим! = р — )чз)и (,'8 роки 1+ 12 Ьз( — !) (8-8) Напомним, что число Стантона 81 можно представить следующим образом: 81 = — —.
ын йорг ' Если Рг=1, то вместо (8-8) имеем: 84= — или р)п= — Ке Рг. ! 8 8 Б. С. Пег)ханым н В. В. Кирилловым [Л. 147) формула (8-9) была предложена 8 й)п нг, (8-10) !.щ+ щ.т рйа(щ"и — 1) где несколько )точнены пастолнные, вхопяшие в уравнение. Здесь и!=- в.- (Ря/и )гд л=-О,!! пРи нагРевании капельной жидкостп и и=0,28 пРи ее охлаждении '. г Формула (8-10) дает значения козффиниевтов теплоотдачи прн стабилизированном теплообмене. За определнющун! приняты либо средняя по сечению (при расчете местных коэффиииентон теплоотдачи), либо срслняи в трубе (при расчете средних коэффициентов теплоотдачн) температура жвдкости. Исключение составляет коэффициент динамиурюиирмы' (8 !) ческой внзкости Р, «ыбиРаомый но томнсРатУРе стенки. За определяющий размер взят внутренний диаметр трубы.
Формула (8-!0) пригодна лля рас юга теплоотдачи различных жидкостей при Рг,.-0,7. На основе уравнения (8-9) можно получить расчетную формулу для Рг~!, если ввести в (8-9) эксперимеджальпо опрелеленную функпию ' при оноигн тогкоотиичн оо форнуии (8-!О) к зффинне т гнкрниин ио о о о нротиинонни тсонни ! рео ониуоток ооаодоонтн но урн «ннио ! К. Филоненко. ! — ! Й1дз ! К йио — 1,84) к 2Н ((Рг) =09!Ргэлз. Лля определения коэффициента гидравлического сопротивления используем формулу 1=0,184)те з'з . Тогда, вводя дополнительно поправку е,=-(Рг,/Рг,)ею на перемен- ность физических свойств канельвых жидкостей, получим формулу, прслложеппуз> М.
А. 0(нхеевым ]Л. !25]: Хи. „— -0,Ю1 )Се ' Рг ' ' (Рг„/Рг,)к 55 (8-11) Формула опггсывает среднюю теплоотдачу в прямых гладких трубах прн (!(г() )50. За определяющую здесь принята срелняя температура жидкости в трубе, а зв овределягощнй размер — внутрен!пой диаметр. Число Рг, выбирается по средней температ) ре поверхности стенки. Для расчета местных коэффициентов тсвлоотдаги при турбулентном течении газа в прямой гладкой трубе А. С. Сукомелом в др. [Л.
13!] была получена формула 5(ы ыщ — 0,022)те 'з Ргвоег. (8-!л! За определюащую здесь принята средняя в данном сечении температура газа, а за определяющий размер — внутренний диаметр трубы. Величина ю явлиется поправкой па изменение коэффициента теплоотдачн в начальном термическом участке. При (х/г())15 имеем м !. При (х(г() (15 н турбулентном течении с самого начала трубы согласно (Л. 131] попрапочный коэффициент ег можно определить по формуле (8-13) ! 38,(.(,!)-аю Как следует из последнего уравнения, на начальном участке коэффициент теплоотдачи по мере увеличения х уменьшается. При расчете по формулам (8-10) и (8-П) средвей теплоотдачи коротких труб (Щ (50) полученные значения )(н необходимо умножить на попранку м=п/а, где а — коэффициент теплоотдачи при (!А() — в — э-со (практически (1(г() )50].
Как отмечалось в ф 8-1, длины начальных гидродинамического и теплового участков зависят юг рида факторов, например, от числа Рейнольдса, степени турбулентности потока на входе, начального распределения Скорости, тепловых граничных условий и т. п.
От этих же факторов зависят и понравочные коэффициенты ег и еь Поэтому используемые в настоящее время в расчетной практике зиаченпя паправочных коэффшцгентов не являютоя универсальными и отражают специфику опытных исследований, в результате которых они были получены. Чем меньше !(г( (или хЩ), тем больше может быть различие поправочных коэффипиептов н тем больше может быть ошибка расчета. Значение поправки ю=зг/и может быть определено по уравнению (8-1). Если конкретных свелений об условиях протекания процесса недостаточно, то можно воспользоваться более п)юстой формулой (8-2).
Используя уравнение (8-!3), длн оценки е~ можно получить следующую формулу". г=)+,,л: (8-14) 2!5 адесь 1 †дли участка осреднення, отсчитываемая от нходного сечения т убы. оэффиднент теплоотдачи может зависеть от переменности температуры стенки по длине трубы. При турбулентном течении нензотермичность поверхности стенки сравнительно слабо сказывается на теплоотдаче. В случае теплообмепа газа при больших температурных напорах коэффициенты теплоотдачи могут отличаться от вычисленных по уравнениям (8-10) †(8-12) [на газы поправки типа (Рг /Ргс) н (рв)уы)" ве распространнются).Изменение теплсютдачи обычно учитывают введением в правую часть уравнений (Вс7) †(8-9] функпии )(6,), тле Рл —= ЮГ дг гл (х и з р Рнс. В-ау.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
