teplomassoobmen_Grigoriev (520573), страница 43
Текст из файла (страница 43)
поэтоьгу суюссгвует некоторая гге)юходная эона, эеханомерностн теплосбмсна в которой иэучеюя недастаточгю. Ля~я нижегюрных !жсчгжов важно гнать средний ксэффнниент теплоог дачи и прн смен!аннам режиме течения гыенюс >ботал расчета и бьд предлояюа ДА. Лабунновым (!957 г.) Рассмотрим суюнссть э!ого метала. В уравнении (12.6) проювсдение с,б выра>им через вгсло йе с помо.
гнею (122)г в тжскс у !тем, что д .—. иЛТ тле ЬТ =. Т, — Т, представляет собой местный температурный напор Тогда (!2.6) тапи~летел в виве Теперь сведем ф(л) = ЬТ! Ь Т, где Г Т = Т, — Т, . С учком этот лроин. тегрируем (12.25) по х от нули до Л. е — „Мх) бх=1— члт ЛРе (12.26) "с о Интеграл в левой чести равен 6. Верхний предел интегриравани» в правой части следует эямениж ва число Кс в сечении ь = 6.
Так как Лля тога, псбы найти и иэ (1227), область ингегриринния слелуст разбить на две части Прк этом в первой таста (О< йс < 1600) интеграл в (12.27) можво нс вы люля гь, тая как иэеестна, по лла и справедлива формула (12.18), пс. г,тя !та! — = 0725-Ьйс ' = 0725. 1600 ' -Ь =. 9150-Ь. П227а) гж ' Ь Примем, что гюя е арой части (Вел 1600) сгравслтивэ г)юрьгула (!224). Следователыю„ в -О т Хн й' = 43,5-йуг ОД )' Ве '" Ше = 58-Ьуг ОД(йсз" — 25З).
(Тгггб) псе С»ладьям» (12,27а) (12.278), зюяу'жем фсрчу у Лабу зло»о ляя скошенного режима стекания пленки. ц) (12.28) 9150 4 58рг (йе — 253) Формула (12.28) используе~ся в расчетах 1«ил«обменных апаарпов лрн йе ' !б00. Рллн Ве< !б00, тс лл» расчета и прим«я»шея формула (12.18). Знагсния фшнчсскшг санбата жидкости прв этом аь1бнраннся по земпературе Тг Число йе овредсляется тю расходу кондеи«юа, нсторый мок«но инйтн ш уравнения шплоео1о баланса. В некоторых случаях счнтаетса известной темпершура ф, следовательно, зваази величала 2. Тогда фориулу (12.28) следует пресбрвювап, сучезом тонй по Л 47' Избавляясь ог шмпэсаса ц! 'Л в »ской части (12.28), получаем фтрл мулу, н которой число йе »власте» век«мой аеличизюй: йс =(253 1.О,Об9ргь(2- 2300)! (12.29) Формула(!229) справедлива при 2> 2300. Зна» гнею йс, можно повучить а, 9 или расход конденсата, еоснольшваашнсь (12 3).
!2.4. Конденсации вар» на наружной поверхносгв горизантпльны» руб Теории пленочной конденсации неподиижноге пара на олин«»ной трубе. Рассмотрим !шинную гсршон шльную трубу диаметром д — 2«с, находящуюся в прошр*нсзас, занятом «ухим насншснныь паром, температура насыщение коюрого Т. Примем, что темгиркгура стенки трубы Тс =сопи, пР т 'тг тш г с.шгз а1 «нвнб ' пшена»ю Омюпл ской стенки ц .. Л 10. В цилиндрических координатах б . б(гр) (рис. 12.7).
Уравнен и дж шч слсления Б имеет сил (12 б) с той »ишь разницей, 1«о х = гзгг„а о„. о,„глс о — проеьпия о на !выра»ланкс е (рис 12.7). е С учетам сказанного вьяса гсл1пкиу б бушьз намшигь в результате рсшснн» уравзжння Г 11.7. К ! (р 3 м Подставляя полученное выравение лля о„е (12.30), полу исм бб(б Миф) — А фу, (12.31) ! ЗЛ ч ат "=(Р„-Р„) 8 (12.31 а) Обозна азы ! -- Лгр) — мпгр и выдам новую н =Т б. После умножмгия левой н оравой частей 111 Прн 17 = О а — 0 Интегрируя (12.32)„приходим неизвестную функцию П231) ннг' полу п м (!2.32) к «мражснию Сисросгь я определяем после решения уравнения лвнжения дл» ком« поненгы скорости о „Так как б «го то это уравнение булез иметь нил (12 ба), тле у -- ксоршнюта, огснипглаемав от гюксрхности зрубы, а 8 равно — проею1ии аешсра 8 на шщжвленне е,, лрнчем 8„= 8 ип гр.
Граничные е !«л сня булут такими же, «ак и в за»же Иус«елы й поэтому (см б 12 2) ораз можно зашиагь (12.30) з!з ! 4 — ЬТг = р г — (е 8). бо "49 1 114 „= ~,'-АР '.,~ а опгула слелует формула»яя б: С 174 =(З ) — ыф с П2.33) (3) Т(2) х! — — — — — — 2,5874. 2~~ Х„(Р— Ро)В т„67Н !!2.35) е -!гт о Средний коэффинисн г тсплогпдачи а =- — (а 60 = — "! — ! В, н' н(4А) о (12.34) 2„,(рж — Ро)Л а -- О,брз ,,(Т,-Т.)6 ' (12.36) 314 315 Можно найти б при тр = О.
Для этою слслуст учесть, ч.го Иэ (1233) полу мсм б с — А . Зависимость б = б(о] можно найти !и числсинмм интегрированием (12.33). Расчеты ноьнэыщют, что заметный рост б наблюдается прн гр э «72. Местный «оэбх)ипиент тегжсотлачи е Пусть."-)7 Ад.)о!лайт щб 68, а(если«! =.«прнф — л) о г г -г т 4 т:с 3 о Ны пилим ал прелеарнщэьно э«мети», по «гт т! —.)я!п обо=.2 ) мп обер.
.1,3 .МЗ с с Последний ггитегрвл можно найти с поьющьиэ гамм»-бунковй, так «ж иэаестно, что д +домн («!л х)(соь х) бт = 2Г(а 4 () 4 2) В наюем случае а = — (173), а б '= — (172). Тогда Теперь иэ (12.34) с учегом (12.31«) пслу'жется формула для среднего «оэффионеига тснлос гдв щ лри конпсисапии пара иа наружной соверхиос.
ти горизонтальной трубьс Формула (12 35) (но с коэффиоиетпом 0,725) получена Нуссельтом. Значение юэффиниента О,ПЗ яюясгся более точным. Эю значение полуащю Д.л. Лабунповым (см. сноску б 122). Им жс показвтю. что прн сося! пм ҄— срелняя витегравьная температура стенки. Напомним, по, вычислив и по (12.36), микис огрелеиить 4 = а(Т, — Т,) Фитнчсскгм с«олива жид«се!э!, щодтщис в формулы (12.35) и (12.36), рекомендуется !иное!пь к 7,' и при этом учитывать нопрааку я, (сы б 12.2), т е а = а чс„. тле а „рассчитывается по (12.3Я гоги (1226). Канд с»а н» у ие . р .аль ы труи. Спутал о д калаи и»одиночной гортгюнтальной рубс на ирак икс»стречвется редко.
Обгтчно теолообмснный аппарат состоит ит белы«ого числа труб. На~гример, и «онлснеаторс паровой турбины насчитыввегс» 10 000 — 15000 горизонта тано расположенных труб. Козффнпионт тсллоотдачи лла трубы, нахощщсйс» в пучке, зависит ст места се расповожения Если труба находите» внутри пучаа, то на пее нопаяаст ковдеисат, обраэующнйсв на трубах, наколящихся мящс. На данной трубе обраэуется также «собственный» ьонденсдг, в рсэультате чего с увеличением номера ряда труб и!юисхолнт у»с!~и«ение толщины пленки «онденсвта (рис.
!2.8, о), по приводит к умею- а( 4О1 -1Гт — !' =- 1,52~ — ) 314 шснию каэффицисята тедлоатдачн. Однако коидегкш стекаю нс непрерывно. а ьэплими (рнс !2 8, б). что создаст всем)щения в пленке на трубе ннжсстоишеш ряла н уеелнчивает интенсивность теплосбьгена.
Клк для сдюю люй трубы, та» и для пучка труб существенное влияние иа конденсацию оказывает с«о(осе» пара В теплосбменнвшх с цилиидрическнм корпусом скорость пара лри мо движении сверху виш шмеиястсв ьак за счет умен ьшеню~ расхода пара (пар постепенно превра;цается в жидкость), так и эа с'ют игмешния проходного сече!гик В резулыше шплоотаа'м л.ш труб ниьнит рялов окали«ветен ниже, !ем дл» труб, )жспслаженньш в верхних рядах. Выше рассматривачс» воврос о том, как влниет навичие нозлуха в паре на теплообмен при его конденсации Напомнич, по, жм больше концентрация вошуха, тем меньшкй тепловой поток атеодигся через повсркность охлаждения При движении пэроеснтушной смеси сверху вниз конпегпрация воэлуха болыш (следовшельиа, и пенснвност ь теплообмена ченылс) ллн труб нюкних рядов пучка.
Коэффнциеи~ нллошдачн при конденсации пракпг юскв иецодвюкного нара на горшоитал иом пучке труб приближенно могюго определить сэслующим образом [45). Сначала (юрмулу Нусссльш лля одиночной трубы преобразуем к бсэратыерному инду )(чя этого у нем,'по расход конденсата, приходящийся на единицу ллинм ~руды, увб чгжл«ем рпур гн р (11 лт-.. —. кбы Нолегавля» воследнес сгюююгпеиие для бТ в г)юрыулу Нусссльта, получасаг (12 37) Расход коиленсагв, образующегося на трубе второго ряда. определяется аналогично: п «Т-уг,) О (12.38) Теперь в (12.37) елц уег полстаеи",ь эначеннс а, наиденное па (!2.38) При том в (12.37) Пг - Пг ь Ог В результате получаем уравнен«с, .(М (21 изхоторого легко найти Ог .
)акньг же обрюом решаем зада!у ллн .111 третьего и «ссх послелуюших рядов. Есэн скорость пара, входящего в теплообменный аппарат вьгсока„то надо вводи~ыюпрввьу 1 и„'(Т,— 7;)Л~ ' (!2.39) Вели обозна шть коэффицненг тел«петле пг лля неполвижгюпг пара через по, а лая леюкугнсгося нара врет п, то и - пое Скорость пара е„ е (12.39) соответствуе~ самому у!ком> се юнню пете .е; эта фора!уев применима, если а)ца с 1,7 Отметим, чш существуют и другис мешды рас юга процесса «онденсации на горизонтальном пучке труб. 12«й Теплесбмен при коня«акации вара в трубах Ка'гестаеиное описание процесса.
Рассьяпрнм случай, кшна в охяажлаеьгую вертикальную трубу поступаю перегретый пер. Пусть в улмльтше прог!соса тенлодсрелачи от пара к окладигелю на входном участке усгано- 317 Согласна век лоры м опытным ланиьш, сшпношение (12 37) можно применить к лю(юй трубе в пучке, если лод О! понимать расход кщшеиапа, сте«ающсш с ла«ной трубы. Последний нетрудно рассчитать путем псслслователыюго опредешниа расхода когшенсапь ст «а1ощег о с шждой чрубы. Для пояснение мстола расчета шплостдаш Шгссмогрнм лу шй, когда теьгпература поесрхносшг всех «руб задана В дейсгаителыюсгн эта гемперагура шит«селга, се нахолят, рассыатринал процесс переда*ш теплоты аг нера к охлаждающей жидкости е учетоы термических сопротивлений стенки н теплошдачм на внутренней поверхнгютн труби.
Сначала по фармуш Нуссельта апреде гясм а! юк труб первого ряда, а затем находим расход снденсага „1 п,пб(7, — Те,) О Г » Р гг 318 внюя такое распредеюнне темперагзры стенки трубы, что во всех тачках зюга участья Т„' Т,. Тогла »то будет учвсюк олнофазного потока. $чадснсапия начнется тонга, когда тая~пер»тупя Т стане~ равной (нлк несколько ниже) тсмперазуре Тг Начиная с ты!хи А (рис. 12.9) ю степке трубь будет сбразовыюпся пленк» юнас«сага. а в тюке В температура сара стянет равной Тт На пленку действуют квк сала тяжести, так н сллв »ренты на границе раздел» фаз. Сила трения„кото!ия характер«»устоя «асательным напряжением на поясрхноп и разлсяа фаз пв, зазвеня.
от скорости двюьения пар». Поскольку расход нара О„по мере продвюксния ла трубе умегзьн~вется (раскод конлансаю О„соотеетотеенно растет), то а„= Г(П, глс г — «родолыня юсрдниата. Она«псине раскола пара Ся в паннам сечении трубы к рас олу смеси П вЂ” Ся .! С назыюетс» расходным массовым паросодержа,гнем х„т.с. = Св(С. Прн полной конзснсапии юрв иа выходе из трубы к = О, прн частичной юиюнсадии л > О. Кандальное напряжение о„(т.е. скорость пара) пжзывосз существенное влияние нв характер по»евсин» пленки кон.генсаза на степке трубы. Если сзо~м з»жести, действуююае на пленку, сои азер«мы с сизыми трения, з о движение коидснюта булет ювисезь от прис!папин трубы в проыранс тес, а в слу ж» юртнквльнсго распог!единая н от топ« н какую сторону (сверху вню «ви снизу веер«) движется пар.
Если юр лвижется снизу «есрх с малой агоросгью, конденсат свободно ссквот винт по стенке трубы. С повыюеиием снаросю пара васзуоает мок!в«я. котю стека«не кои де«сага периодически звлерживастся зютаюм пара, н жсп конлснсвга от дс ~»ется от гзаясрхноюн трубы При олрелелегг«ай с«опосля пара »о!же~мат не вытекает из нюкнего сечения трубы, а ос~несю в ее сбзеьзе. С новь«асмам скорости вознигвет восхопягдий поток смеси пара н кона»нала. Если оар поступает в вертикальную трубу сверху, зо в верхней части трубы е е е«а югл мр ое, н в г - „(»- продалг "Р ная координата) оно «ерсходит в турбулегпнос Координата точки перс«о. ла ювисит от критическою числ» рс~Ъюльтгсв пленки «ондеиюю йе . Ес- ! ' лн для неподвижною пара йе„1600, то с у»маме«кем ог Кс„резко "Р "Р снинмется.
Имеются ланные (45), кс горыс ~ ояорят о том, по прк гг~юснгь яз безразмерного касательного напрвжсню ф Я Р« (зп„ згт ! Р(Р— Р") Р 81 болыник 9, чисто Ке -- 50, а в области 0 с п„с 9 йе„уманьшаегся, причем йе = 1600 - 226 п„к 0,667(п„) При конде«свали пара, ланжуюсгосн в юрнзонтю!ьной тру(ж, в зависеьююи от епт скоргютгг могут иметь место различные режимы тсченю пармкняьхтной смеси: дисперсно-колымкой, колы!евой, расслсеню!й н другие (рис. !2.10). Если скорость вхоляюего в трубу нара высока, то 319 р„р" — щп(бг - гс!О (12.40) (12.4!) йплу= О(х — ь ) 12.6. Капщщюи квнденспцни ы .й 321 иа начальном участка трубы наблюдастся кольцевой илп диспсрсио-кольцсаой рсжнь! ге миня.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
