Никольский Б.П., Григоров О.Н., Позин М.Е. Справочник химика (Том 5) (1113399), страница 84
Текст из файла (страница 84)
'Геплоотдача при вынужденном продольном течении ТУРБУЛЕПТНЫН РЕЖИМ 29. Теплоотдача прв разнятом турбулентном теченнн в прнмых трубах н каналах (Йе>!0000) рассчнтывангся с помощью формулы: )Чп = 0,02161 йе . Р ° 0,6 0,40 1 Рг 10М (УП-45) (Р / ЧМ. ТЕПЛООБМЕП И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА — мн Рг,э а Р юю ПЮ- 000 500. бпб- гпнб ûà «в РГГЛ Зяачаивв »г |ОЯО Одп ОПЮ ОПЮ бб|Ю Обвг Юп Об 00 50 бп- |/б |з ю 50000 ббббб 70 000 Обббб 00000 Юббаб 1,05 1,07 1,05 1,04 1,03 1,02 1,02 1,03 1,01 1,70 1,50 1,40 1,27 1,22 1,11 1,13 1,13 1,10 1,08 1,06 1,03 До 2000 1. 1О' 2 !О" 5 10' 1 10» 1 ° 10» 1,44 1,34 127 1,!8 1,15 1,08 1,28 1,23 1,18 1,13 1,10 1,05 1,18 1,17 1,13 1,10 1,08 1,04 1,90 1,65 1,51 1,285 1,14 -г0 /)в Р г/Ргст ГОЯГ Обб »00 |00 400 |0 Ю О л 05 б 5 5 гббббб гббобб баб Обб |00 00 Ю 50 50 »О 50 1 О/Г О,б 500 ОЮ бббйЮ 500000 Оббабб 000000 |ОООООО го Ю пря- шг ю|5»р . где Хв= —; йе= =л! Рг — критерий Прандтля для потока, вычисленный прн средней температуре потока; Рг»» — критерий Прандтля для потока, вычисленный при средншй температуре стенки; »»вЂ коэффициент тепло4у' отдачи, зг/(м'град); г/»= — — эквивалентный диаметр, м (для заполнен- П ных труб круглого сечения |/,=|5); / — плошадь живого сечения потока, м'! П вЂ” полный (смоченный) периметр, м; "А — коэффициент теплопроводности, Ъ' аг/(м ° град); ю = — — средняя скорость потока, м/сех; У вЂ” секундный расу ход жидкости (газа), мз/сбк; р — плотность, хг/м»; )г — динамический коэффициент вязкости, н ° сех/м'; е| — поправочный коэффициент, учитываю|ций влияние отношения длины трубы ! к ее диаметру |5 (значения е| приведены в табл.
УП-З). Формула (УП-45) справедлива для труб и каналов с поперечным сечением любой формы — круглым, квадратным, прямоугольным, треугольным, кольцевым (|/»/|/|=! —:56), щелевым (а/Ь= ! — |40), а также для продольно омываемых пуч- ков труб. Влияние направления теплового потока (происходит ли нагревание или охлаждение) учитывается отношением Рг/Рг,».
Приближенное значение Рг для жидкостей можно определить по номограмме на рнс. УП-!9, а для волы— также по табл. ЧП-4. Физические величины для подстановки в формулу (УП-45) следует брать: а) в случае вычисления Рㄠ— при температуре поверхности стенки, сопри- касающейся с потоком; 6) в случае вычисления !»!и, Ке и Рг — при средней температуре жидкости (Гаэа), раВНОй Гм=0,5(Г»»»+Г»»») Номограмма для расчетов по формуле (А|И-45) приведен» на рис. ЧП-20. Следует отметить, что поправка, учитывающая направление теплового по- / Р, !блз тока ! — г! в формуле (1|П-45) и в других формулах, приводимых ниже, Ргст при небольших значениях разности (бм — Г» ] мало отличается от еднницы. У капельных жидкостей с увеличением температуры значение Рг уменьРг шается (рис.
!|П-!9) Поэтому для капельиых жидкостей — ) 1 при нагреРг, Рг ванин и — < 1 при охлаждении. Ргсг теплоотдАчА ЛРП в|инижденном пРодольном теченнн Рис. ЧП-20. Номограмма для определения коэффициента теплоогдачи мых трубах (Ке > 10000 и а| =1). Рм. теплоопмен и теплопереддчд Гяя я РСЬГ Зяачяяяя нря»еряя Правд»яя ддя »яды я вод»нага яяра яя дня»я яасышяяяя Рг Рг '1 рг ат с, с Р» с, с Рг Ряб»' 'дг с, 'с дд» яадянога пара ддя»ад»- нога я» Ря ддя воды ддя»ады 90 100 120 140 160 180 200 0,703 0,701 0,699 0,698 0,696 0,694 0,692 »ь690 0,688 0,686 0,684 0,682 0,681 0,680 0,677 0,674 ~',67~ 0,687 0,699 0,728 0,728 0,723 0,716 0,712 0,707 0,705 — 50 — -40 — М) — 20 — 10 0 10 1,08 1,09 1,09 1,11 1,12 1,16 1,18 1,21 125 (ЧП-48) ПН»ЕХОДИЫИ РЩКИМ ЗО.
Для змеевиков полученное по формуле (ЧП-45) значение сд (для прямой трубы) умножают на коэффициент х, учитывающий относительную кривизну змеевика: к=1+3,54— аг (ЧП-46) -о,хз (Рг (ЧП-49) Здесь сс — внутренний диаметр трубы змеевика; )д — диаметр витка змеевика. Трубы в змеевиковых теплообменниках обычно имеют большую длину и, следовательно, большие гидравлические сопротивления.
Обычно принимают скорость 'теплоносителей в змеевиках для жидкостей 0.3 — 0,8 л/сек, а для газов прн атмосферном давлении 3 — 1О кг/»Р. сек. 31. Для газов формула (ЧП-45) упрощается, так как в случае одинаковой их атомности и при невысоких давлениях Рг является величиной приблизительно постоянной, не зависящей ат температуры и давления. Следовательно, ~ Рг ) Приближенные значения Рг составляют: ЛАМИИАРИЫИ РЕЖИМ для одноатомных газов .......... 0,67 » двухатомных» .......... 0,72 » трехатомиых» ......, ..
0,8 » четырех- и многоатомных газов.... 1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 1,03 1,03 1,03 1,03 1,03 1,03 1,03 1,03 1,03 1,03 1,46 2,03 2,75 3,69 4,85 6,30 8,08 10,23 13,67 7,02 5.42 4,31 3,54 2,21 1,95 1,75 1,60 1,47 1,36 1,26 1,17 1,10 1,05 190 ЮО 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 ЗЗО 340 350 360 370 12,80 15,86 19,46 23,66 28,53 34ф 40, 47,87 56,14 75,92 87,61 100,64 115,12 131,18 148,96 168,63 190,42 214,68 0,96 0,93 0,91 0,89 ЬЯ 0,86 0,87 0,88 0,90 0,93 0,97 1,03 1,11 1,22 1,39 1,60 2,35 6,79 1,30 1,36 1,41 ~А? 1,61 1,68 1,75 1Я8 2,01 2,1~~ 3,35 4,03 11,10 теплоотддчд прн выникдеином продольном течении Точные значения Рг для воздуха приведены в табл. ЧП-5.
Габ яяя РССЛ Зяячяяяя крат»рая Пряядтдя ддя архага ваядхяа аря р таа д»я рг. »». Таким образом, формулу (ЧП-45) для газов можно привести к виду: ! Хи Сес йвб'э (ЧП-47) Например, для воздуха: 1[н = 0,018ес йео'з 32. Теплоотдача при переходном режиме (2300<йе<10000) в прямых трубах и каналах нестабильна, так как зависит от многих случайных обстоятельств, поэтому точность расчета для втой области невелика. Ориентировочный расчет для переходной области можно произвести, пользуясь наиболее вероятными в этой области значениями комплекса: Значения Кд в зависимости от величины йе [ЧП-2[: йе... 2200 2300 2400 25)0 3000 4000 5000 6000 8000 10 ООО )(» ° ° - 2,2 3,3 ' 3.8 4,4 - 6,0 10,3 15,5 19,5 27 33,3 Поправочный коэффициент а~ для промежуточного режима интерпалируется по данным табл.
ЧП-З. ЗЗ. В неиэотермических условиях параллельноструйчатое двюкенне в прямых трубах н каналах нарушается, так как вознинают нонвекцнонные токи, турбули»нрующке поток. Эта турбулизация зависит от тога, горизонтально или вертикально расположена труба, совпадают илн не совпадают направления свободного и вынужденного движения жидкостей н т. д. Точно учесть влияняе всех этих факторов весьма трудно. Для практических расчетов прн 10<йе<2000 УН. ТЕПЛООБМЕН Н ТЕПЛОПЕРЕДАЧА екомендуетсн во всех случаях пользоваться следующей приближенной Формулой [з -. П-2, ЧП-8): (И1-50) )хи = 0,15зг Ке ° Рг ' ° 0га' ° ( — ) з о,зз о,зз Л / Рг !Цзз [Рг, ) ад тзд р 8дзрт6 Аг слр где )Чп= — з; Ке= — э: ()г= з '; Рг= —; Л ' р ' рз 6 — коэффипиент объемного расширения, !/град; 51 — разность температур зкидкасти и стенки (или наоборот), град; ес — попрааочный коэффициент, значения вс длн ламииар- ного режима приведены в табл.
И1-3 (первая строка). 4[ Для труб некруглого сечения определяющим размером являетсн (где [ — площадь сечения потока, мз; П вЂ” смоченный периметр, м). Физические величины для подстановки в формулу (И1-50) следует брать те же, чта для вычислений по формуле (ЧП-45) — см.
п. 29. 34. Для воды формула (ЧП-50) приводится к виду: (ЧП-51) дал" Рг„ лз.град Значения А в зависимости от средней температуры воды !в приводятся ниже: 10 20 30 40 60 80 100 200 144 166 183 193 208 221 230 251 Теплоотдача при вынужденном поперечном обтекании потоком пучка гладких труб Звачення Хп, Ке, Рг см. формулы (НП-38) — (И1-41), значение вч см. п.
37. В формулах (НП-52) и (ЧП-53) в качестве определяющей для Хп, Ке н Рг принита средняя температура жидкости (газа), а для Рг*,— температура поверхности стенки, соприкасающейся с потоком. В качестве определяющего размера принят наружный диаметр трубы (а ие эквивалентный). Скоросзь потока, входящая в выражение для Ке, вычисляется по самому узкому сечению в пучке. Установлено, чта геплоотдача практически не зависит от относительного расстояния между трубами [И1-Ц. 37. Коэффициент зч, учитывающий влииние угла атаки Ф (см. рнс, И1-21), имеет следующие значении: 20 1О 0,52 0,42 90 80 70 60 50 40 ЗО 1 1 0,98 0,94 0,88 0,78 0,67 зр, гргтусы .
з, 562 35. Коэффициент теплоотдачи при поперечном обтекании коридорного пучка труб для третьего и последующих рядов может быть вычислен по уравнению: Хи=0,23з Ке ' Рг' о,вз о,зз (ЧП-52) 36. При поперечном обтекании шахматного пучка труб для третьего и последующих радов уравнение имеет вид: )(и = 0,41з Ке ° Рг ' а,а о,зз Г Рг 1огм ! гст (ЧП-53) азРз + азРз + азРз + ~пуз [ й (ЧП-54) где ац аь аз,— коэффициенты теплсютдачи каждого ряда; дь Рз, Рз — поверхности нагрева всех труб в каждом ряду. При достаточна болыпам числе рядов аптз=сзз 40.
Для газов формулы (И1-52) и (И1-53) упрощаются. Так, для воздуха при коридорном расположении труб )за=0,21е, Кео'ш при шахматном расположении труб )л)п = 0,37з Кеаа (ЧП-56) 41. В кожухотрубных теплообменниках при размещении труб по шестиугольникам шахматное расположение их обеспечено, если основания сегментов (перегородок) параллельны одной из диагоналей шестиугольника, а ось штуцера, подводящего теплоноснтель в лзежтрубное пространство. перпендикулярна этой диагонали.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
