Теплопередача и гидродинамическое сопротивление Кутателадзе С.С. (1013703), страница 25
Текст из файла (страница 25)
со э сок> Рис. 9.3. Распределение тепло- отдачи по окружности цилиндра, обтекаемого воздухом (!) и жидким металлом (г) 0,Ф а,г 'гаа 100 ггааа Ьа 0 40 Ва Р,адцл 152 1> ч .;г 1,0 7,в а,в Таблица 9.2. Значения коэффициентов формулы (9.2.11) по М. А. Михееву Таблица 9.3. Значения С и пз в формуле (9.2.6) для поперечно обтекаемых стержней Форма сеченая стержня !обтаяаняа слава направо) О, 588 5 10з — 1О' 0,25 0,6!2 2 5,10з 1 5.104 0,25 0,156 0,638 5 1О' — 1О' 0,162 0,0395 0,638 0,782 5 1О' — 1,95 10' 1,95 !О -!О 25 10з 8 1Оз 5 10з 10з 0,180 0,104 0,699 0,675 0,232 4 1О' — 1,5 !О' 0,73! 153 0,1 — 4 4 — 50 8 — 10' !Оз — 5 10з 5,10з 5'104 л5 10' 0,99 0,86 0,59 0,665 0,22 0,026 0,305 0,41 0,47 0,47 0,60 0,80 Продолжение табл.
9,3 Форма сечения стержня (обтекание слева направо! 3,10з 1 5.10' 0,804 0,096 УИ(Р 1 0,246* 3,10з 2 104 0,61 П- О, 264» 3 10' — 2.10" 0,66 " Прн изменении положения сечении стержня относительно направления омывающего потока коаффидиент теплоотдачи изменяется в пределах ж(ауе. 9.3. ПОПЕРЕЧНОЕ ОБТЕКАНИЕ ПАКЕТОВ ЦИЛИНДРОВ 154 Среди большого многообразия компоновок теплообменных поверхностей из пакетов цилиндрических труб основными являются коридорные и шахматные '(рис. 9.4). Характерными геометрическими параметрами являются: з,=з,(П вЂ” относительный продольный шаг между осями цилиндров: йт= =зт/П вЂ” относительный диагональный шаг между осями цилиндров (для шахматных пакетов). В первом ряду пакета трубы находятся в условиях, практически близких к условиям обтекания одиночного цилиндра (если только межтрубный зазор достаточно велик), а в последующих рядах гидродинамическое сопротивление и теплоотдача возрастают.
Это является следствием тога, что первые ряды действуют как турбулизаторы. Стабилизация течения происходит в пределах 10е(в после 4-го ряда н практически полностью после 14-го ряда. Базисом для расчетов является стабилизированное течение при угле атаки !)=90' (т. е. при строго поперечном течении). За характерный линейный размер принимается наружный диаметр труб, за характерную скорость течения У= Уе/ф где ф коэффициент наибольшего сужения проходного сечения пакета по ходу потока. Средняя теплоотдача труб в глубинном ряду: овв О,уа 0,7О и О В /2 /В гО и Рис. 9.5. Коэффициент С для труб коридорного (!) н шахматного (2) пучков Рис. 94.
Схема расположения труб в пучке: а — корнаарная; б — шахматная 4О в,о гв 2,О ' а ((г оо ов 27д Рис. 9.6. Зависимость коэффициента С от кокфигурации и соотношений размеров коридорного (/) и шахматного (2) пучков труб для коридорных пакетов: йе<100, (Ь)п) акс=09Рга зайесэь 100<йе<400, ()к)п) „с=0,52Рга зайеа ' 4'1О'(йе<2 10', (Ь)п) ка =027Ргсзайесаз. йе>2.!О, ( Ь)п) макс=О,ОЗЗРг' "йе'', для шахматных пакетов: (9.3.1) йе(40, ( Ь)п) макс=!,04Рга зайеа,с.
40<йе<3 1О',( Ь)ц) ак =0,71рг' "йе' ' 3.10'<йе<2 1О'. а/5<2, (Ь)п) .„=0,35рг'хайека а/Ь)2, (Ь)н) „,=0,40Рг" з'йса*. / а твж йе) 2.10а (Хп)макс = 0,031 ( — Рта,а йев,в '(Ь) (9 3.2) Теплоотдача в передних рядах пакета рассчитывается по формуле (Ь)п) к=Ск(Ь)н) как„ (9.3.3) где коэффициент С„берется по рис. 9.5; и — номер ряда. Для жидкометаллических теплоносителей (Рг<!) расчет проводят по формуле (9.2.10), а коэффициент С выбирают по рис. 9.6.
155 (вт тутт(вг г1 10 1 1,б дт тут 1д2 10 1б 4 лФ йе Рис. 9,7. Номограмма для определения коэффициента сопротивления коридорных пучков труб СттХ 10 тут луг гул Рис. 9.8. Номограмма для определения коэффициента сопротивления шахмат- ных пучков труб Перепад давления, обусловленный сопролнвлением трения и формы, для наиболее типичных коридорных и шахматных пакетов поперечно обтекаемых гладких труб рассчитывается при помощи номограмм рис.
9.7 и 9.8 (7.2), Разность давлений перед и за пакетом определяется по формуле (тр= т) яаГХ елр() ег (9.3.4) 156 где г)а — коэффициент, учитывающий угол атаки пакета (рис. 9.9); т) — коэффициент, учитывающий шероховатость (рис. 9.10); ь — коэффициент гидравлического сопротивления; т — формпараметр, зависящий от значений зн р — плотность набегающего потока; У=У,з,/(з,— !) — скорость потока в минимальном проходном сечении; (7, — скорость свободного потока перед пакетом; г — число продольных рядов цилиндров в пакете.
Та бл н па 9,4. Значення С н лч в формуле (9.2.6) для шахматных пучков труб разлнчных форм прн 1(е=(1 —;6) ° 10с лс >ел л~ тол Тил трубы С лс Профиль трубы 0,40 0,59 0,42* 0,555* Овалообразный, Р= =31 мм 2,48 3,7! Каплеобразный, =31 мм 2,9! 0,7 2,15 О,!2 Овальный, Р=25 мм 1,5 2,5 0,45 1,25 Обтекаемый, Р=21 мм 1,58 2,93 1,33 0,45 «Элеско», Р=38 мм 3 15 Р 1,72 1,62 0,85 0,55 1 57 Двухугольный, Р=20 мм Я7 И 2,0 1,7 1,4 3,3 3,5 3,7 0,32 0,23 0,20 0,6 0,63 0,62 Продолжение глабл. 9.4 а» уел усл Профиль трубы Тип трубы 1,54 0,57 1,95 1,95 С разрезными алюминиевыми ребрами 0,72 0,65 2,94 2,94 10,6 0,48 3,0 С проволочным оребрением, 0=19 мм 3,0 При коридопном пасположенин труб.
П р и ч е ч а н и я: 1. В качестве определяющего размера От,» для профильных труб принимается диаметр круглой трубы с зивнвалентной площадью наружной поверхности. К Приведены средние для случаев нагревания и охлаждения потока значения козффияиентов С. lт Пт4 п,г и 10~2 Ф БВУП'2 Ф БВГВ 2 ФБВ Ве 10 йе 10 Рис.
910. коэффициент т)з для шахматных пучков труб при значениях 610С1 1 1б 10-». У В 10 — » В 10 — » 158 ОВ ВП ВП 10 Бп Вп 40 Вп з Рис. 9.9. Поправочный коэффициент Пз длЯ шахматных (!) и коРидоРных (2) пучков труб 4Б ер е,г 10 уа Рис. 9.1!. Зависимость показателя степени л от числа Ке для процессов охлаждения (1) и нагревания (2) пучков труб Таблица 9.5. Значения С и пз в формуле (9.2.6) для пакетов призматических стержней, Ве=(3 —:20) 1О' зз Сеченое стержней Распеложенне стержней тса Зсо О,!79 0,200 0,188 0,174 О,!70 0,166 О,!76 Треугольник 1: 1: 1,4 2,60 2,60 2,60 2,60 3,70 2,60 0,75 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 Шахматное 2,76 4,42 5,52 6,63 !1,6 6,63 6,63 Коридорное Каскадное (см. рис.
9.12, а) 6,50 8,28 О,!41 0,75 Шахматное Ступенчатое (см. рис. 9.12,б) Прямоугольник 2:1 2,10 3,14 6,28 0,202 0,72 6,28 О,!84 0,72 ту зр оз ззз чу ту а) Рис. 9.12. Схемы расположения стержней в пучках: а — насналнан; б — ступенчатое 159 Влияние температурного фактора при малых числах Ке в вязких жидких средах оценивается по (р„/р,) ", где р„, р, — вязкость при температурах стенки и потока; значение показателя степени л выбирается по рис. 9.!!.
В табл. 9.4 и 9.5 приведены данные для некоторых пакетов из труб н стержней нецилиндрической формы. Коэффициенты теплоотдачи оребреинах груб обычно относятся к их полной поверхности нагрева. Ниже приводятся формулы для расчета теплоотдачи металлических труб с размерами ребер, близкими к оптимальным. Шахматный накат поперечно обтекаемых труб с плавниками (двумя ребрами, приваренными по лобовой и кормовой образующим цилиндра) по Антуфьеву и Белецкому: 0 42Ргоззрео зз(з,/О) озв(зз//7)-а зз(й//7)-о зз(б//)) о зв (9 3 5) син ' Пз ББ. бтДм~.д) л 4 Б Б 7 д Я 10 11 12 1У 14 1Б 1Б У м/С Рис.
9.13. Коэффипааит теплоотдачи при поперечном обтекании шахматных пучков плавниковых труб воздухом и дымовыми газами с различным объем- ным содержанием водяных паров гы,о, а=С,С,Сеа, числа Ын и Ре рассчитаны по наружному диаметру трубы Сб Д, б — высота и толщина плавников. Область применения этой формулы: 1,5<аз<2,5; 1,5<аз<25; 0,79< <Д//)<1,2; 0,12<6/0<0,16. Пакеты с лолеречньзлги круглыми ребрами; (Чзв Срга ззЯеаз(з /В) ада(В/Л) алз (1+( Бр/Б) (Ее,— 1))ф (9 3 6) 160 для коридорных пакетов: С=0,12; т=0,72; для шахматных пакетов; С= =0,25; т=0,65.
Здесь зр — шаг между ребрами; й — высота ребра; гав площадь поверхности ребер; г — площадь полной поверхности теплообмена (поверхность оребрения+поверхность между ребрами). Коэффициенты Е, ед и ф выбирают, как указано в $2.9. Для труб с квадратными ребрами коэффициент С в (9.3.6) следует умножить на 0,9. На рис.
9.13 — 9.!5 приведены номограммы для оценки значений а пакетов оребренных труб. Многообразие конструкций пакетов весьма велико. Подробнее экспериментальные и расчетные данные приведены в [7.2; 9.1; 9.3; 9.5). 9.4. ПАКЕТЫ И ЗАСЫПКИ СФЕР кубическая з=0; Н=Рл; 1 — у=я/6; октаэдрическая з=0/и2; Н=0(1+=; ! — у (/ 2 / 3 Р 2 ((/2+ л: 1) ' л оз, 7=1 — и/3(/2; тетраэдрнческая а= 0 ~/ 2 ' Н= 0 (1+ — (/2); 1 ; и оо, 4=1 — и/3)/21 3У2 (~/ +л — 1) (9.4.1) ромбоэдрическая 3 = Р $3/21 Н = 0 (1+ — )/3 ); 2 ! — у= . —, ™ л со, у= 1 — и/ЗтгГЗ.
3 р' 3 (2 р' 3 + и — ! ) Минимальное проходное сечение для всех упаковок зр = 0,56ф — 0,052. (9.4.2) 16! 1 1 — 6637 Основными геометрическими характеристиками слоя частиц являются: порозность, т. е. объемная доля пространства, не заполненного твердым компонентом, йп объемная концентрация твердого компонента (1 — ф); минимальное проходное сечение ф среднее проходное сечение определяется как ( ф ) =ф; число шаров между двумя плоскопараллельными, проницаемыми для жидкости, стенками и; расстояние э между центрами шаров по координате у, нормальной к плоскости ограничивающих слой пластин; диаметр сфер 0; полная высота слоя Н (рис. 9.!6). Типы упаковки сфер: 70 ОО тОО УУО тх0 94 СВ СВ ля Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
