teplomassoobmen_Grigoriev (520573), страница 33
Текст из файла (страница 33)
8 6.1) лля грубой оденки 02 Озщола сдедучщ по 1нс б — 1,45Ке . Прк Ке — !О 1„,= 26Е Если ахол в трубу с усту5юм, за с саьк2ю на вша пограни ный свай турбулснтны». При плавном входе (через сопле) на сз сикс сначала абра !у его» ламинарный пограничный е»ой, «отсрый затем переходит в зурбулсптиый. Кагдь толщина г!рбулснзиого параличного с.юя стазмт равной радиусу трубы, ншт)пае! облаем, ра!»итого турб)220»пюзо течения Установлено, что прн хгб > 60 и Ке > 4 105 успп»и» входа в зрубу ис сказываются на профиле скорости. Д»» определения режиме течения и трубах некруглою поцсрсчнопз се чсни» в формулу лля расчета чис в Ке змеею диаметра 4 можае подств вить эзщн»алетный Ли»метр 48 Н Р' 8.2.
Гидраилнческое сопротивление нри течении в трубе П и установившемся течении жидкости с шютоянными сяс и свойствами (область сстока. > 1»,) профиль скорости пензяк.и»сто» по ллнне вруби Слсдоаюслыкь напряжение трения ев сюик"а, †. сонм, Вьщшим п трубе контроль,ный цилкнгр, ось которого спазм заст с оеып трубы, длина равна Лх, в радиус — г. Разноси, давлений, дсйсшующих на змнованд», равна Лр Ьщанс снв имею вид! !лен — касательное напряжение на поверхности цилинлра рели)сом Если .
— го (текузций ряди)с равен радиусу грубы), зо и — ос Еак как о, = союз, во Лр!лх = солж; давление с ростом х умен~ожегся по л ннсйнаму заназц. Если ((0 —. перепал »»влепи» на участке трубы двиной 1, зо тле ь -- коэффишзсгц трения, звпксящнй ог числа ке (рис. 8,4) п00 0,0 7,0 ар 5,0 4,0 Пл» ламинарного режима темни» 4 — 64(Ке, а лля турбулентного )южина течения в динпазоне 4 1О < Кс < 1О 3 б 0 = /О,зр)п~ — // При 4-10 Ке < 10 справсдднва формула Елазвуса: з 0,316 1ГЕ Указанные формулы справедливы лл» гилравянческн пщвких труб, у козорых вист)пы »юрохощтости стенки нс выходят за гределы вязкого аолсз~гз».
Кначсние Пр)(х ис зависит от текущего радиуса г, поэтому из (8.1) можно следам вывел о том, гю ьасвщяьнге напряжение и аищйг!о изменяется от нуля на оси грубы до ос на стенка: и, г Прн изучении турбулентных потоков часто иеоовюуетса двнамическэя скорость. о. =,/0,7р.
Используя (8.2), находим о, = о./028 8.3. Первый закон тсрмоливвмикн лля течении в трубе Рассмотрии общий сз!У«ай тесания жзгдизьтк в произ»гланом »анже, попсре*тиос се юние казороиз изменнстся вновь оси Ох. Представим себе нснолвижный контрольный обьем К ограни'» »сивый твердыми стенами наив!а щющалью У (à — пиал!ать поверхности зеплаобмена) н двум» сечениями с пвозпаяями 51 н 52 (рис 8.5). И и ре у Псгронжгсюго — Гаусса. рс:брэзув т гр эы: реяпр-/ро,япбч/роэядтт/р,яфт= /р „Г,лть/р „Лбф -/Щ Чог=-/Е, 45 /Ч»45-/Е»ОР.=-Дт, ДЗ. Д 3 гсс в О„Рос о югпсРа ьюРос и» к эск~сР» ! ги ююР е и. и Я р оырю сии отг.ем» К а '„вроекщ скгора о в ки р иис в угре и» (к 5П и р э.ьп В пр обраюе вюх учюно, о п рхщсг щ ощадью и н ир н пэ лэ .
г. сги(здсч =1!) (:рсд 5! н К имени ввж /р ,',Леу /рс»Ь 65 Ь,.~ ' хс 0 — с м,в расхщ»лкс Суе з р'брэо «В» Д+Дх -Д, =С(йз-Ь,) (Я 3) Т й « «Дт Г л . «мнчытют шщы,эио имсеэобмм 1'через с еэнс ююэилыс уз вюклс нис ююп1ювщпюспг элка.п, а Д вЂ”. кию сс т сз м„спи!имое чсрс сочине пл гзиюю5! тэка к авхотю 06 но рю»юьзнасиийДт нДз мэээжз р свинь'Д.Лажес, о,',мин~ни о,— «)оскиэю камора э на осг, От (рнс Я 5). Пдя часто встречающихся сзанююариык прспещоа тснлообмсна уравнение первого закона термалинамикн имеет вил (8.4) Д-П()з-),), /р »,Ь 65 бдя Д ги.и.з.к югэ « »Н.з) 240 24! за уравнение Фуры -Ощрг ц»дского д Ь -р-эщ рЛ»- "° ь ч.
дт Пр .р ру з оур сю" соб.с у Н /, +/жиюЬЩ=-/Щ.вер д Ь ле Д - тепловой поток и стенки канала ь жидкости; Ь н Ь вЂ” с!юднеьгассо»ые ни ам.нки жидкости в сечениях с пяощ*дям» 51 и 52 соответственно, причем для произпольноге сечения гщопилью 5 =е "Т, — Т, Р Ь(т) = Ь + — )Ч,бх. о де бр„= Т вЂ” !' Т, .= 4 + Ч,„'а м,т,- ьо-«и Еслн можно прннвп с сопя! то л 'зе я г 4 в а ать !ж(х) - Т„, 4 — )'Ч, бх Р хо 245 244 чдс ь — — — ягг пературный напор с росюм х умень ',,"! . шакп ся по олгюму н хому же закону, что н сбьясияег шзсгоянсню коэффинненга тепхоотпачи. Из теории погржинчиаш слон еле лует, что опюшенне б,)б завпсит от ь, числа Рг Если Рг ' 1, б, > б, а если Рг>1,8,<б.ымеяэтовеиду,леню >: з понять, что в первом случае !и < ! а во втором ! > ! (Рнс 8 7) 8.5. Расчет температур стенки :Й й рубы, л и ° ного -",)г~> нотогш Рассмозрим следуюп(тю заллчу.
Пусть на внутренней поверхности тру-. '*;, бы явлено раснрелш евин гтзомзосш теплового потока ч,(х). Известна шк- ': ', же завнсимосн п(к) Требуется найти температуру стенки н срелиемассо- .!' вую темперзтуру жиднюти в произвольном сечении трубы. .84 Дкя элементарного учаспш трубы ш иной б* запишем: Ч Рбх = ббЬ. При х —. 0 Т„= Т ! и Ь .= Ь, Иитегрироеаниеьг получаем Из хгого уравнения определяем Ь в данном сечении х Зная зависимосзь Г(Т, р) ьля даииош тепзоиосигел (можно воспользо аться таблицами), по иайдеююму значению Ь определяем 1 н далее Тб В чжтпам случае Ч, - совзг средяемасоавая температура жгшкости из. меняется по линейному зшюну; Ч ! Т (х)=Т,+ — х.
ел При х > 1„, и - сопз! (если сюйстш ашлкшти не швиснт от темперетурь5) и в случае ч, —. сопш температурный напор ЬТ= сопя!, откуда слелует, что здесь температур» стенки также нзмезгяетсз по линеююму закону (рис. 8.8) Пусть теперь залаио рас5трелеление температуры сз сики по дание трубы Т,(х). Тогда шш злеменш трубы длиной бх будем инеи О бй = пр(Т вЂ” Т„)дх. (8.8) При сложной зависимости ЦТ, р) (например, в окалокритичесшй области шрвметров состояния) и елия5зни 1; н Т гм а реагеине этого лиффереинналыюго уравнены» можно получить числеивым мезодом.
Простое решение нмеат место в случае Т, = сопя, ср = сопят. )огда ай = ср 6Т и из (8.8) интегрираввннем получаем Полагая в первом приблизшнии а = сопи, получаем заспоиенпивльный закон изьтенеиия тшшершурного напора ЬТ по ллиие трубы (рис. 8.9) оя ДТ= ЬТше В случае восзояниай температуры сынки нетрудна вывести фг>рмулу для теплового потока, передав»вьюга от трубы к ям»копи иа участке длиной й т — т„, Д= и'Г 2 'г, — т, тле Р = Р1 т 2 — температура жидкости е сачсгггги х - 1; Пава дюятаз тЕПЛООБМЕН ПРИ ЛКМИНл РВОМ тЕВЕНВИ жвдКОСтИ В ТРУБЕ и' = — ) и дх 1 о 9.1. Основные особенности пронесся теп.юобмеиа в труб»х лрн ламинарном теченн» теплоносителей В г!Рамышлеиных и энергетических усгыювках обыч»о наблюдаются тупбулентные резкнмы течения теп.гаиссгпелей Обьясняегся иа тем, что сушествукгг неипорыс оптимальные значения сюрссти ягилкосю!.
копь рые обесгсчнваии ластюачиую компактность теплообменного аппарата н >юпуствмае значение пглравяи'юсжзго п>противления. Эти значения еао рзстн сом аетсгвуют Волыним числам Рейнольдса. Так, например, для вовы оптимальными считаажс» скорости, люкаи!ие в пределах О,1- — 5 м1с. Зввзеаясьзначснняыи а —. ! Ыс, у = 02. !О м 1с, галучаем, что при лиамег.а 2 !е трубь! »=20 мм Ке = Ю Качи 3 Сказанное вовсе ие означает, что изу мине теплоогдачи в условиях ламииариага рики»в течения не имеет практическою э»а!ения. При течении анзких жидкостей (технических масел) и в лругих случаях числа Ке часто ° е превышают Ке . Слелует атыетип, 'па лля жидкаметю!лических тенг' лоиоснтелеи коэффнлиентз! теплшпдачи постигают высоких зиа инин в нри ламинарном течении.
При этом гидравлическое сопротивление эивкст бы..ь очень мало. Как указь.валссь выше (см ) 8.!), -Рн Ке < Ке длина начальнога пшв !юдинамнческот у юспи 1 и при определенных условиях может быль большой и превьанюь длину (высогу) тес!таоба~с»ною аппярюз Для теплагюсигаля с числом Рг = ! 1 = 1,. Для жгшких металло» Рг < 1, лзя техии'гссхих масел Рг - ! В первом слУчас 1(ы «1»,, во »тайен 1», '' 1вс Сп» м!е ю па аз я о, т пр « «хе про»асс тесюсобысва в трубах может июисхолить в >славиях пашоянного »врастания тепловою и линам~гчесюю пограиичиьж с.юев, т.с.
в отсутствии гндропиигмнчссксй и тепловой стабюппаний. При этом казффннлст тсвзао дачи юмеияется аа Осам прстяжеии» трубы, а ет срелнес зяачсиис лаже ю|я ллиниой трубы и отличие от турбулентною режима течения) сушсственно зависит от (г Е Прн расчете пшравлнческога сопратннэении исобхолима также у'!игыват '.аюгсиыасгь коэффициента сопротивления трения от продольной (осевой] коорлинать! трубы Прн аыи р ~ам т чс и зиачен е и зависит от граничных условий иа степке ~рубы. Тал, например, в случае Т, — сапзг и меньше, «м в случае у — сопла Объясняется этп своеобразном формирования тсмюратуриопз пали при различных граничных усзовнял и ели»ивом г прсдыш орина потока на тепзаопю'гу в данном селении трубы. Есзи течение турбулентное, та япредысторияь, за исюгючеиием слуга» Рг .< ), практи лески нс сказьнжстся ив вишенки а„ тот«в оно определяется волька локальными условиями Физические сюйсыж жилкостн зависят ат температуры, вслелствие чаю прафн~ь скорости в труб< в условиях тспзаобмеиа может с~»льна стличатьсх от профиля скорости в сзучае иютермнческат тс шин» 3«к иак ел~ирои«и«инка шпака ш~ггяст на распределение тсмлера~урлл юмеиенис профнл» скорости сказываегс» на теплоотдаче.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
