Теплопередача и гидродинамическое сопротивление Кутателадзе С.С. (1013703), страница 26
Текст из файла (страница 26)
9.14. Коэффициент теплоотдачи коридорных пучков труб с поперечными для круглык ребер о С С„С а„; для квадратвын 162 сея ОВВ, Вт/~м' К ОВ г В числа рядаО, л 77 ба п7 ' а 7ао гоп поп ппп вап впо теипеп ап7ура пп7пппа, 'с + В В 7 В З 7П ПП пг 7В и, м1е ребрами: вебер а=а,еес,с,с а„ 1бЗ Сх 09 о,в га 50 70 во соа сса сга 750 б5 г,а г,а 50 55 е,а хг Рис. 9.15. Коэффициент теплоотдаче шахматных пучков труб с поперечными для круглых ребер е=С С Сао„; дла квадратных 164 сгн Вт/~м'к) СО а,т а 5 га сага числа ряаеа, л ео ов ов О ВОО ВОО ВОО 9ОО ВОО ВОО Е В и Р В я ЕО Ю~ еВ Пи м/Е ребрами: Ребер а=0.92С С,Сеа„ в-в в-в в) а) в-в в-в ч ч в) л-л г) д Рис.
9.16. Схемы расположения (упаковки) сфер: о — кубическая; б — октаадряческая; а — тетраадрвческая; а — ромбоадряческая При безынерционной ламинарной фильтрации (Ке(10) жидкости перепад давления в слое определяется формулой Ларси (1856 г.) вр= рние)й, (9.4.3) еде р — вязкость фильтрующейся жидкости, Па с; Н вЂ” толщина слоя фильтрации, м; Уе — скорость течения, отнесенная к полной площади поперечного сечения слоя по ходу потока, м1с; й — коэффициент проницаемости слоя но Дарси, м' (табл. 9.6). Для слоя сфер диаметром Р в=6,У 10- У) фаУ вЂ” ц) ч. (9.4.4) Таблица 9.6.
Значения коэффициента проницаемости й для некоторый материалов в свободно насыпном слое ЭФфактиэима диаметр. мм а юмп мэ Материал Песок речной То же Песок горный Металлические шарики 4,4 3,6 3,8 0,8 0,5 0,5 0,5 3~,(! — р)р<иэ) Н <и>0, ЬР =; Ке, =; (9.4.6) 90 Ке,(2 10', В,=36,4Ке,-'+0,45; 2 10э(Кеэ(10э ьэ=1,09Кеэ — э ". Коэффициент теплоотдачи определяется формулами (Ып,=а0,/Л): 0,2(Ке (2, )э)пэ= 0 5!Ргэ,ззКео,зз. 2(Ке,(30, Хпэ — 0 72рэе,заКео,эт. 8 ° 1Оэ) Кеэ) 30 !э)па= 0 39Рээ эз Кее.зэ (9.4.7) Величины р, Л, ч, Рг относятся к протекающей через засыпку жидкости.
Число ковтактов между частицами в неподвижных засыпках (координа* ционное число) п, = 18,63 — 26,88 гр. (9.4.8) Эффективная теплопроводноста зернистого слоя в цилиндрической трубе, через которую течет несжимаемая жидкость, определяется формулой Л,=А+В Ре, (9.4.9) где Лэ=Лэ/Л; Ре=00/а; Л, а — теплопроводность н коэффициент температуропроводности жидкости; у — скорость течения, отнесенная к площади по- 167 Перепад давления в слое по !9.71 ЬР = (1+ 422Ке !) НРНэ, (9.4.5) 274 где Ке = 00/(фт) — число Рейнольдса, рассчитанное по максимальной 'ско-. рости потока У/ф и диаметру отдельной сферы 0; У вЂ” скорость набегающего потока (ф= 1); Я= Н)0 — относительная высота слоя. В работах М. Э. Аэрова, О. М. Тодеса (9.2) и ряда других авторов приведены формулы для расчета перепада давления и теплоотдачи по средней скорости потока ( У) = Щгр и эквивалентному диаметру частиц 0,= =4грг[Рэ(1 — ф)], где Р,=Р,/)т, — удельная площадь поверхности частиц (у сферы Рэ=б(0).
Перепад давления в этом случае: Таблица 9.7. Коэффициенты А н В длн слоя частиц А в Конпоневты слон Компоненты слоя 8 0,1 1,50,1 15 0,1 Таблетки катализаторов — газ Керамические кольца, селла Берла — воздух Песок в воздух Стеклянные шарики — газ Стеклянные шарики — вода Металлические шарики — газ Металлические шарика— вода 8 О,!2 8 0,2 18 8 0,1 перечного сечениа трубы; И вЂ” внутренний диаметр трубы; значения коэффициентов А н В, осредненные по многим имеющим значительный разброс данным, приведены в табл. 9.7. Теплоотдача от внутренней стенки цилиндрического канала к жидкости, фильтрующейся через неподвижный слой нетеплопроводных сфер с хаотической упаковкой, определяется формулой (В. А. Мухин, Н.
Н. Смирнова, 1978 г.) (9.4.!0) где характерный размер И и скорость И берутся так же, как и в (9.4.9). При определенном соотношении гидродниамического напора протекающей между частицами жидкости в объемными силами, удерживающими эти частицы (в простейшем случае сила тяжести ндр, где Ьр — разность плотностей частиц н жкдкости), частипы приходят в некоторое свободное хаотическое движение. Возникает кипящий, или псеедоожиженповй, слой частиц со следующими геометрическими характеристиками: 71 — Уо !Из гэ1 У 1зтз ); ч =1 — (1 — Фо) ~ — ~, (9,4.11) ~ — 7.) где индекс «0» означает плотную упаковку. Длн ф)0,4 можно приближенно принять р 1 1 17(1 ф) в/в (9.4.12) Условии существования плотного псевдоожиженного слоя: 0,17— « 0,42; и,=21КУ й Р, (9А.18) (И) где Ив — скорость свободного витания частицы; ьо — гидродинамическое со. противление одиночной частицы. Условие возникновения кипящего слоя (рнс.
9Л7) Аг 1(енр — (9 А.14) Св+ Сз (с Аг где критическое число Рейнольдса начала псевдоожижения слоя и число Архимеда рассчитаны по эквивалентному диаметру частиц (9.2); для слоя с порозностью ф 040 С,=1400, Св=52; для слоя с порозностью ф=048 Св 700, С»=4. Рис. 9.!7. Зависимость критического числа Рейнольдса начала псевдоожижения от числа Архимеда В области 20<Ее,<2000 р!н, ри О,ОЗРг'ааЕе (9.4.15) Тепломассообмен цилиндра, поперечно обтенаемого жидкостью, фильтру.
юпгейся через неподвижный зернистый слой, определяется эмпирической формулой (В. Е. Накоряков, В. А. Мухин, В. В, Балуев, А. А. Воропаев, 1985 г.) ((9.4.16) и!и — 0 45йеа,гРга,а !(екр р = ро+1,56 !/т ()р — 1)(1 — ро) ° (9.4.18) Аг!!т для мелких частиц (11<! мм) при 1<бр<10 1 — ра р +О (77 7) «т р Пз ' Р'~ПИ Примеры расчета теплоотдачн цилиндра диаметром 0,3 и, помыцеиного в зернистый слой высотой 0,9 и, ожижаемый воздухом, приведены в табл.9.8. Таблица 9.8. Расчет теплоотдачи пв формулам (9.4.17) — (9.4.!9) Парамстр Уголь, Оааа мм. Г=РЪ К Песок, О-О,З6 мм. ГЫЗОЗ К 4 Вту (мз. К) 8 0,55 3,4 260 2 0,45 3 3 260 5 0,51 3,4 250 2 0,5! 13,4 180 3 0,63 12,6 170 5 0,86 7,7 103 1О 0,57 3,4 262 169 где числа и!и и Йе рассчитываются по диаметру элемента засыпки.
Формула справедлива в диапазоне чисел: Рг 0,7. 2000; !!е 1 —:1000. Теплоотдача цилиндра, погруженного в псевдоожижениый слой, рассчи. тывается по формуле !9.6] / р' ! о.!4/ сг !в.т«/ 1з/3 (1 — р)2!3 аз агаа ' ! — ) ! — ) !1 — а) -~. ОО4М Р вЂ”, 194Ф ~~) ~ ) ~ ) р где индекс «'» относится к параметрам частиц; «"» — к параметрам газа. Для крупных частиц (0)1 мм) в узком интервале чисел псевдоожиже иия (1<От<5) Глава десятая СВОБОДНАЯ ТЕПЛОВАЯ КОНВЕКЦИЯ 10.1 ОБТЕКА Н И Е ПОВЕРХНОСТИ В НЕОГРАНИЧЕННОМ ПРОСТРАНСТВЕ Свободная тепловая конвекция возникает в текучей среде, находящейся в поле ускорений, вследствие разности плотностей, обусловленной неоднородностью температурного или концентрационного полей.
Основными термогидродинамическими числами подобия в данном случае являются числа Архимеда и Прандтля: (10.1.1) Аг=йарСз/и', Рг=ч/а. При термогравитационной конвекции Ар =АРЗЬТ и число Архимеда принимает форму числа Грасгофа. Здесь 6 — коэффициент объемного термического расширения среды, 1/К; ЬТ вЂ” характерная разность температур, К; физические свойства обычно относят к средней температуре (Т) =(Ть,+Ть))2. Приближенно совместное влияние чисел Грасгофа н Прандтля выражается для сред с Рг~! в виде числа Рэлея Ка=бгРг, а для сред Рг<1— в виде произведения ОгРгт.
Подробно о свободной конвекции см. (1.7, 10.2 — 10.4]. Для вертикальных плиты и цилиндра с достаточно большим диаметром '(если рассчитанное по диаметру цилиндра число Ог)10-з) характерным линейным размером является высота 20 для горизонтального цилиндра и сферы — диаметр О. Для расчета неметаллических сред в области 10-а<да<500 используют формулу Михеева (6.9.3); в области 500(ра(6 10' имеет место ламиварный пограничный слой, для которого существует точное решение Польгаузена, Шу, Саундерса, Сперроу и др. (табл.
10.1, а также см. табл. 6.1 — 6.2). Приближенно для ламинарного пограничного слоя: 0,5< Рг(.10, (Ми)-0,55((а"~; (!0.1.2) Рг((1, ()Чи) 0,755(ргзОг)пк. Турбулентная свободная термогравитационная конвекция у вертикальной стенки, находящейся в изотермнческой жидкости, возникает при ра) ~4 1О" (переходный режим 6 10'<Ка(4 10"). В этом случае теплоотда.
ча автомодельна относительно размера тела: Рг > 0,5, ()Чи) О, 13!(а!Гз,' (10.1.3) Рг((1, (Ыи) 0,13(ргэОг)!гз. Длл горизонтальной плоской поверхности, обращенной вверх (характерный линейный размер 5 равен отношению плошади поверхности к перимет- 170 Таблица 10.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
