В. П. Исаченко, В.А. Осипова, А. С. Сукомел - Теплопередача (1013600), страница 48
Текст из файла (страница 48)
чальных рядах пучков и средняя теплоотдача. На основании многочисленных нсслелоианпй теплоотдачи пучков Н В. Кузнецовым, В. М. Антуфьевылс и другнмн можно сделать ряд общих выводна: а) средина теплоатдача первого ряда различна и определяется началыюй турбулентностью потока; б) начиная примерно с третьею ряда срелняя теплоотдача стабилизируется, так как в глубинных рядах степень турбулентности потока определяется компонав«ой пучка, являющегося па существу системой турбулнзирующвх устройств. Прсс невысокой степени турбулентности набегающего патока'тепло- отдача первого ряда шахматного пучка составляет примерно ббс)с теплоотдачи третьего и последующих рядов, теплоотдача второго ряда составляет примерно 70сй.
В коридорном пучке теплоотдача первого ряда также составляет примерно ббс)т теплоатдачн третьего и последующих рядов, а теплоотдача второго 90св. Изменение теплоатдачи по рядам приведено на диаграмнзх рнс. 9-9; здесь но вертикали отлажены отношения ес среднего ковффнциеита теплоотдачв произвольного ряда к той же величине для третьего ряда, па горизонтали - - номера рядов Возрастание теплоотдаче по рядам, как указывалось, абъясняетсн даполянтельной турбулизацией потока в пучке. Однако если поган, хзй набегаюшпй на пучок труб, значительно вскусственио турбулизврован (например, с помошью различных турбулизнруюпгих устройств; е результате резкого расширения, после прохождения через вентилятор или насос и др.), то теплоотдача начальных рядов мажет быть как равна теплоотдаче глубинных рядов, так и больше ее.
В глубинных ридах течение и теплоотдача определпются компоновкой пучка и не зависит ог начальной турбулентнастн. Таким образом, при высокой степени турбулентности набегзюшего потока пуюк уже мотает нвиться детурбулнзирую~ции устройством. В этом случае нет достоверных данных для определения а первых двух рядов. Расчет можно вести, полагая, что для всех рядов з,= 1.
Если пучок многорядный, то доля теплоагдачн начальных рядов нсаначнтельна по сравнению с теплоотдвчей всего пучка и яетачность в определении а, не призы!от к сушествениым ошибкам при расчете среднего коэффициента теплоотдачн всего пучка а. Теплоотдача пучков труб тависгм также от расстояния между трубами. Это расстоянве принята выражать в виде безразмерных характеристик з~/г/ и зг/и', называемых соответственно относительны ми поперечины и продольным шагами. Согласно (Л. 54, 62) прн смешанном режиме (Вема=!Оа —:1Оз) средний коэффициент теплоотдачи определенного ряла пучка может быть определен по )равнению )(п,.г= — с)(е" Рг™!Рг„/Рг,)'*'ага„ (9-4) где для шахматных пучков с=04! и л=0,60 и для коридорных с= =-0,26, л=0,65. В формуле (9.4) определяющим размерон явпяется внешний диаметр трубок пучка.
Скорость жидкости, входяшая в критерий )(е м подсчитывается по самому узкому поперечному сечению ряда пучка. Определяющей температурой является средняя температура жидкости (исключение составляет число Рг„выбираемое по температуре стенки). Пег!равачный коэффициент е, учитывает влияние относительных шагов. Для глубинных рядпв «орндорного луша [Л. 62] е,= (зг/и) для шахматного [Л. 48] при зг/ш<2 г;=(зг/ш)ьэ; при з,/зэ)2 е, 1,12. В [Л.
62] относительные шаги изменялнсь в пределах от 1,24 до 4,04; в [Л 48] зг/3=1,3.~-26; ш/И=0,61 —:3,9 и — ' — ', 0,33 . 3,4. Од В соответствви с этим изменением отяоснтельпых шагов теплоот дача глубпнных рядов коридорного пучка изменялась в опытах при шы=-сопз( примерно на 20%, а шахматных в на 30г)г. Для определенна коэффишгеита теплоотдачн всего пучка в целом необходюг~ произнес~и осредиение средних значеннй и, полученных для отде:.. пых рядов: ,г, =1 ~Л где ос — средний коэффициент теплоотдачи г-го ряда; Гс — суммарная поверхность теплообмена трубок г-го ряла; л — число рядов в пучке. Если Гг=Гз= ...
=Г, то формула упрощается: , +,+(а — 21 г а=- при этом а,=е,а, и а,=е,аса Поправочный мнолашель е, учитывает изменение теплоотдаче в начальных рядах труб. При зтл((4 и невысокой степеив турбулентное~и набегающего потока поправку а, можно оиредего дт:г лить по диаграмме рис. 9-9. По сравненшо со смешанным режимом прадо кчалодьзса цесс течения и теолоотдачи а ламннарной и турцз ш~~» булентиой областях изучен гораздо хуже.
Однако имеющиеся а настоящее время данные поз,о зволяют сделать вывод, что и прн турбулентном од режиме теплоотдача первого п второго рядов с о о у о меньше. чем глубинных, Начиная с третьего ряда теплоотлача стабилизируется. В работе Бергелнна и др. изучалась средняя теилоотдача тесных десятирядных шахматного и «орндорного пучков (зг/г( н эг)а равны или меньше 1,25). Теплоотдаче в этом случае описываешься уравнением %„о=сКе"~ Ргц~(рта('Рг,)П', (9-5) Рис.
9-9. Диаграмма каменская кои)фаиеенго теплоотка и по разам кер зоркого и шзхизг. кого у»коа трус. где для юахчатпогр пучка с=1,8, для корилорного о=-1,2. Все определяющие величины выбвраются так же, как и для формулы (9-4). форты гш лг го' м' мула (9-5) справедлива прп Кезз=.!Π—:200— для шахматиык и при Ке„м=!0 э!50 --лля коРес 9-!О. Оззкгимост геалгштл з ючко трус Ридо(гных п)'чксв от угле этака 9. Возможное влияние свободной коивекцни формулой (9-5) не учгпывается. При прочих равных условиях в ламиварной области теплоотдача тпахматных пучков е полтора раза больше теплоотдаги «орилорных.
В смешанной области эта разница уменьшается и в пределе при Ке 10з практически исчезает. В турбулентной области теплоотдача шахматных и коридорных пучков разнится сравнительно мало. Прн Ке)2.10е теплоотдача глубинных рядов шахматного и коридорного пучков труб моукет быть рассчвтана по формуле [Л.
212) (9-6) Опыты показывают, что переход от одного режима к другому провсходит не прн определенном зяачении чвсла Ке, а в некоторой сравнительно небольшой области. Поэтому значения чисел Ке=!50 илн 200 н Ке 1О' иуукно понимать как некоторые осредпенпые величины. Их значение завнсит также от относительных шагов. Папрвмер, у ярко выраженных коридорных пучков (зс(ал щ(И) взмепеиие режима тепло- 230 отдачи происхолнз прп больших значениях Ее, чем у «регпетчатых» коридорных п>чков (зкгг(шзг(и) [л.
02). Форм>ла (9-4) применима лишь в случае, когда поток жидкости перпендикулярен пои труб пучка (угол атаки 9=90'). Если 9<90' (рнц 9-10), то изменение теплоотдачн может быть учтена путем введения в формулу (9-4) поправочного коэффициента з =аз/ш представляющего собой отношение коэффициента теплоотдачи при угле атаки ) к коэффициенту теплоотдачп прн 9=90'. Значения зч=)(Р) можно взять ьм графика ((л>с. 9-10). Прн значениях ф, близких к нулю, теплоотдача рассчитывается по форм ле продольно-омываемых п> ~кое труб. апомннм, что приведенные здесь данные относится к Случаю РгР-1. Теплоотдача прн Рг~! рассматривается в гл.
П. !Ъааа десятая ТЕЛЛОЬТДАЧА ЛРИ СВОВОДНОМ ДВИЖЕНИИ ЖИДНОСП4 ньч. ОснОВные положения Свободное двигкение возникает за счет неоднородного распределения в рассматриваемой жидкости массовых (объемных) снл, Такими силами являются сила тяжести, центробежная сила и силы за счет наведения р жидкости электромагнитного поля высокой напряженноогн. Наиболее хорошо изучено свободное дввжение лгидкости, вызванное гравитационными силами. В уравнении движения (4-18) гравитационные силы учитываются членом рй, имеющим размерность силы, отнесенной к единице обтлма.
Прн теплообмене температ>ра жидкости переменив, поэтому нозникает разность плотностей н как следствие разность гравитационных сил, представляющих собой архимедову или подъемн>то (опускную) силу. В технических задачах ускорение силы тнжести от точки к точке рассматриваемого пространства практически не изменяется.
Объемные лге силы, вызванные центробежным эффектом нли алектромагннтным полем, ьюгут изменяться в изучаемой нгидкастп за счет изменения вектора Г, представлякнцего собой отношение силн, действующей на данный элемент жидкости, к массе маго элемента. Если учптываетсн толь.
ко сила тяжести, то Г=-Е. В этой главе будет рассмотрена теплоотдача только при свободном гравитационном двяжении. Иногда результаты, полученные для гравитационной конвекцин, применяют плн опенки свободного движения под действием других массовых сеш. Тогда ускорение силы тяжести заменяют суммой»скоренвя Е и >скоренггя, соответствующего дополнителыю лействуюшей нассовой силе (например, центробежного ускорения вз(г).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
