Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982) (1062114), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Своеобразие обтекания тел существенно сказывается и на ях теплоотдаче Так, например, интенсивность тсплоотдачи по пе. риметру паперечно обтекаемого цилиндра резко изменяется па мере нарастания пограничного слоя от максамума в лобовой точке (ср=0) да минимального значения в области ей=80 †: 100' (см. табл. 2 26), а затем в кормовой части вновь возрастает за счет интенсивного вихревого движения жидкости. При прочих равных условиях теплаотдача максимальна, когда йаправлснне набегаю. щего патока перпендикулярно оси цилиндра.
С уменьшением угла атаки коэффициент теплаотдачи уменьшается. Режим обтекания и тсплоотдача призматических тел (стержней) заметна меняются также с изменением их ссриентацнп относительно потока, т. е в зависимости от того, набегает лв поток на ребро или их грань. П оперечнае обтекание пучк а т р у б (с т е р ж н е й). Картина омывания и соответственна интенсивность теп. лоотдачи в этом случае отличаются от таковой для одиночной трубы. Картина обтекания труб первого ряда пучков похожа на картину обтекания одиночной трубы. Трубы второго н последующих рядов пучка, особенно коридорного, находятся в вихревой зоне впереди расположенных труб, и характер их обтекания и теплоотдача зависят, кроме режимных параметров, также от плотности их упаковки в пучке.
Таблица 2.26 Опреаелнющна размер Пределы нзмененнн параметров Обтекаемое тело Расчетная формула Прнмечанне н'з.тз к'з ге юз уз й 3<йе<3 10а 0,7<Рг<510 х — х 1551 Плоская стенка, пластина: ламинарный пограничный слой турбулентный пограничный слой смешанный режим течения Пластина с необогреваемым начальным участком. Ламннарный пограничный слой Теплоотдача ири внешнем обтенаннн тел ын о 332рео,б Рго,зз 1рг1рг 1е,зб 0 66апео,б Рго,зз ~ргург те,зб 11п = 0,0206йео а Рго ш ~Ргург Йн = 0 37пео,а Рго,аз гргург то зб гтн = ~0,66бРео, Рго,зз+ 0 037 (йеоа кр Реоща) Рго.чз) (Рг7Р )О.зб Кц = 0,33йеп Рг лп 1 — — (Рг/Рг~г~ тз не <йенр 0,6<Рг<15 йе < 102 0,7<рг<200 Среднее значение йе,о=5.10' При высокой начальной турбулентности набегающего по.
тока илн при неудобообтекаемой турбулизирующей входной кромке 1501 На начальном участке ламннарный пограничный слой, иа остальной части пластнны— турбулентный Шзр % =- 2+ 0,03йео,зв Рго,зз+ 0,35)(ео, ш Ргозж (51! Ке<3 105 0,6<рг<8 10з 5< йе(10в 1!д.чяндр 105<йе<2.105 3.1зв;)7е<2.10в юв — ~. ® 25 з,И<1,25 зз/в(",1,25 10<Не<150 Коридорный пучок зев 'г, 1,24< — (4 зг в( 1,24« — 4 вв в! 105< йе < 105 0,7-. Рг .500 Тр= ~ТО+Та)ь а 1 3< (2,5 зг в( вг=! % О 5оеа 5 Рго мз (Рг/Рг )О 25 Ми = 0,02Я!еж~ Рг~'~ (Рг/Ргс)О'25 гсп = О, 023)се~3 Рго зг (Рг/Ргс)О'25 — 2(( О,МР О,зз(Р /Р )0525 Д 1О,!5 — 0 26((ео,гл Рго,зз (Р /Рг )О,.ч зз Кп О 02Яео,зв Рго,за (р /рг )0,25 (52, 53», см. также [14, 54) В предварительяо турбулизироваииом потоке (за вентилятором, за турбулиаирующей решеткой) теплоотдаче иа 50 60% выше расчетной.
Вели угол ф между направлением потока н осью цилиндра (угол атаки) меньше %', значения сг следует умножить иа поправочиый коэффициент в=!— — 0,54 соз' ф. Формулы применимы к третьему н последующим рядам пучка (56). В числа йе и Ре входит скорость потока в узком сечении ряда. За определяющую температуру для капельных жидкостей принимается температура Т, ягидкостн перед соответствующим рядом пучка и вв= =(Рг/Ргв)'" (571, для газов 'свойства определяются при расчетной температуре ! о о ч о щ о и $ й и ч ь //родоллсение табл.
226 опреде- ляющнй размер Пределы намеренна параметров Обтекаемое тело Расчетная формула Прнмечанне 1»п = 1,6йе" '"' Рго йй (Рг/Рг,)о -5 Шахматный пучок 1,3 — <2,6 Яг /( ,чп = 0,4(йег/ б Ргп"гг (Рг/Рг )о'б в, [56] е, == (Яг/Я,) пРи Яг/Яз < 2 г/гт к, .== 1, 12 при яг/Яа ло 2 1,2' — 2Д Яг % = 0,021йео "' Рг""ч (Рг/Ргс)о ' [57] Яа 0,0« — 1,5 !0ь йе.. 10з Коридорный и шахматный пуч- ки 1« — 1,5 ь(п = Ре ' 0,5 [14], п~сгыс жпдяоч: ~зл я|сакле теплоносителя 1: — .1,5 Й 10з<Ре<4 10' 1,3 — <2,3 Яя 10ь<йе<10з ягlг( =1,25 Яз/г( = 1,25 10<йе<200 0,6« — 4 Яз Н 1(Р<йе: 1Пь О, 7 < Рг < 500 р П рн м е ч а н н е.
Обазначення: Ып ах/Гн Хь-ах/Ун Ие-юах/»; Рг-Пс /Х, "Ре-Перг; а н а — средний по поверхности в местный коэффнцненты теплоотдачн; а Ос/(Тс Т !, айй 0Т вЂ” Та(; х — хаРактеРный, апРеделающнй РазмеР (Расстаанне от входной кРомки пластины до данного сеченпа, длнпа пластины, дпаметР шара, днлнндра н др.); юа — характерная скорость теплоноснтеля (скорость набегающего потока. скорость в узком сечении пучка стержней н др./; Ы», и, С вЂ” КавффпЦНЕктм тсПЛОПРаВОДНаетя, КпвснатНЧЕСКаа Н ДппаМНЧЕСКан ВЯЗКОСТИ, УДЕЛЬНаЯ тЕПЛОЕМНОСтЬ ВЫбИРаЮтСЯ ПРН тЕМПСРатУРЕ Тт Набсташшвта Па/аяа, а Рг Π— прп температуре стенки Т О. О О а ч с, О О О О1 |ь ьч с9 Тепгообиен при высокой скорости газового потока 177 На трубах глубинных рядов коридорного пучка максимум локальной теплоотдачи наблюдается иа образующей, отстоящей от лобовой на 50'.
В шахматных пучках максимум теплоотдачи труб всех рядов отмечается на лобовой образующей Теплоотдача труб третьего и последующих рядов пучка одинакова. Если это значение принять за 100%, то в шахматных и коридорных пучках теплоотдача труб первого ряда состав. ляет лишь 609о, второго коридорного ряда 90о , а второго шахматного ряда 70ой.
Прн прочих равных условинх в ламииариой области теплоотдача шахматных пучков в 1,5 раза выше коридорных. В смешанном режиме течения, когда передняя поверхность труб омывается ламинарным пограничным слоем, а кормовая — вихревым потоком, эта разница в теплоотдаче шахматных и коридорных пучков уменьшается и в пределе прн Неъ !(Р практически исчезает. Псевдоожижеиный газом слой. Средний коэффициент теплоотдачи в слое неподвижных твердых частиц, продуваемом газом, можно определить по формулам Хп = 0,106Яе при Ке = 20 —. 200; (2.122) Йн = 0,6!Кео зт при Ке = 200н †17; (2.123) где )з)ц аНе/Х; здесь а — средний коэффициент теплоотдачн, отнесенный к единице площади поверхности частиц в слое; Яе= =ююаф/щ юю — скорость потока газа перед слоем; бе= (6)г/П)'/з †диаме сферической частицы илн эквивалентной по объему сферической частицы, если частицы имеют другую форму; )г — объем частицы.
Формулы (2.! 23) и (2.! 24) получены по данным эксперимента с частицами размером 0,4 — 5 мм. 2.8. ТЕПЛООБМЕН ПРИ ВЫСОКОЙ СКОРОСТИ 'ГАЗОВОГО ПОТОКА При скорости газа, соответствующей значениям М)03 (М=ю/а, ю — скорость газа, а — скорость звука в газе), в пограничном слое наблюдается значительное повышение температуры в результате действия сил внутреннего трения. Поэтому в расчете теплоотдачи необходимо учитывать фактор интенсивности диссипации энергии движения и сжимаемость газа. В этом случае местный коэффициент теплоотдачи, вычисляемый по формулам для несжимэлмой жидкости, а = ос/(Тс — Т, а), (2.!24) к — 1 где Те а = Т(1+ г — Мо ) — адиабагная 2 (равноаесная, собственная) температура стенки; к — показатель аднабаты; г — нозффициеит восстановления температуры, хз- рактеризующий соотношение интенсивности теплоныделения нз-за низкого трения н интенсивности отвода теплоты в ядро потока из пристенного слоя.
Для продольно обтекаемой пластины прн лампиарном пограничном слое г= оо' Рг, а при турбулентном г=)' Рг. Прн поперечном обтекания труб воздухом г=0,92. Для дозвукового (М(1) и сверхзвукового (М)1) турбулентных потоков воздуха в трубе г изменяется от 0,85 до 0,89.
Прн расчете зиа сеиий и перемеиность теплофнзнческих свойств, кроме теплоемкостн, учитывают, используя в качестве определяюпгей расчетную температуру Тр = То + 0 5 (То — То) + 0 22 (Тс.а — То), (2.124а) где Т, — температура набегающего потока при внешнем обтекании нли средняя термодинамическан температура газа в данном сечении канала.
2.9. ТЕПЛООТДАЧА ПРИ СВОБОДНОМ ДВИЖЕНИИ ЖИДКОСТИ Средняя теплоотдача при свободной коивекции жидкости (газа) в большом объеме около вертнкальных пластин, а также вертикальных и горизонтальных труб может быть рассчитана по уравнению (14) 1Мн = С(Ог Рг)" е, (2.125) где !чп = а/о/йа Ог = 9()/зТ/зе/т~; Рг = — т/а; а=д,/АТ; оТ=ус †,; Т, — постоянная илн средняя температура поверхности тела; Т, — температура жидкости вдали от поверхности теплообмеиа; 1, — характерный размер омываемой поверхности: для горизонтальных труб 1о=г(, для вертикальных труб н пластин 1, =Н, где Н вЂ” длина трубы алн пластины.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
