Исаченко В.П. - Теплопередача (1074332), страница 43
Текст из файла (страница 43)
14 2П Если длина трубы больше длины начального теплового участка и теплообмен имеет место с начала трубы, средние коэффициенты тсплоотдачи при вязкостном течении могут быть определены по >равнению (УЕ !441 %=1,56 (Ре — ", )аз(рт/р ) к" кг. Здесь средний коэффициент теплоотдачи отнесен к среднему логарифмическому температ>рвану напору.
Физйческие свойства жиакасти, входящие в Хв и Ре, а таиже значение р выбираются 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 ю пожег быть вычислена па формуле .,=0,10( — ', — „') '/(1+2,8 — ' —,'), справедливой при н — — „(0.1, юш взята из грв]юка рис. 8-10.
Оареде- ! жпощие величины те жс, что и для критериев Р(п и Ре. Если в начале трубы ыл1еется необогреваемый участок длиной (ч< <! „то приближенно можно пользоваться формулой (8-8), подставив ! 1 в выражение — — — — вместо ! сумьту !ч-1-!. Если (к)! ч, то следует при- ве и нимать е~= !. г Уравнение (8-8) получено при — <0,01 и 0,07<р !>км<1800. Учет влияния вязкости с помощью отношении (рк)р ).чт' справедлив для капельник жилкостей н непригоден для газов.
Формула (8 Б) пожег быль — — ! ' ' ( ' использована при постоннной - ' У(- .г- --1-- 1 - ц. - - или слабо измсня1ощейся яо длине температуре стенки. 1 Согласно (Л. 144] при — — — Огрг)8 !Оз имеет моста вяз кастио-гранитацноиный режим. к Здесь Ст=дрдйр(чк", 81= ю ю' ю ю 1о' гз ю' 1э ю' — ](! — !к)1; Ь- температура жидкоспт па входе в трубу; ркк В-!а. 1'ккксчтккчг кк амуохккэмнчемюм физическис параметргв вхадя Вкч вом учкс к кру эсй трубы врн кэмм- С Р, ыби аютсн по варкам м еквк к Г,=топить щие в м г, вы ираютсн по температуре (=О,б(гк-)-!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 приводит к с>тпествевгго разным 212 Значения, нр лалаларнал режим а ! и 1рж ! 1ЗЗ 11н 1,13 1,05 !.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 изменятьсн 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 яри турбулентном резгиве 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 (е=г, ГДЕ Ю И Г вЂ” ЕЮОтветственно средние по сечению скорость и температура жидхоств. При беаотрывном течении, когда гидравлическое сопротивление опрепеляется силами трения, величину зе можно найти, зная козффи. циент гидравлгшеского 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 (ОгнлРгн)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].
Тэбиваз 0-1 где [ — площадь поперечного сечения трубы; Р— между сечениями ) и 2. Согласно закону Дарси ! рн бр=! — —. Л 2 поверхность трубы Тогда и; — Ьр — = ! — —. ° ! 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) !.Ш+ щ.т рйа(щ"и — 1) где несколько )точнены пастолнные, вхопяшие в уравнение. Здесь и!=- в.- (Ря/и )гд л=-О,!! пРи нагРевании капельной жидкости 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 нщдкости. Исключение составляет коэффициент динамиурюиирмы' (8 !) ческой внзкости Р, «ыбиРаомый но томнсРатУРе стенки. За определяющий размер взят внутренний диаметр трубы.
Формула (8-!0) пригодна для 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 нротииновни тсонни ! рео окиуоток 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, прслложеппун> М.
А. 0(нхеевым ]Л. !25]: Хи. „— -0,Ю1 )Се ' Рг ' ' (Рг„/Рг,)к 55 (8-11) Формула опггсывает среднюю теплоотдачу з прямых гладких трубах прн (!(г() )50. За определяющую здесь принята срелняя температура жидкости в трубе, а зв определягощнй 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 <„щ — 0,022)те 'з Ргцоег. (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() — ь — 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".
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
