Теплопередача (Исаченко В. П. Осипова В. А. А. Сукомел С.) (555295), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Изменение коэффициента теплоотдачи при подьч " вином свободном движении вдоль вертикальной стен(! ьн и связь этого изменения с характерол~ движения показаны на рис. 10-5. эе канув чзэьээт При ламинарном течении коэффициент тсплооттеээсогзэчэ эээ да!и уменьшается по высоте пропорционально х 'ээ.
с осел ых а и. э- В переходной области течения козффидиент теплоотдачп нестабилен во времеви и в среднем увеличивается до значений, характерных для турбулентного течения. Прп турбулентном течении коэффициен~ теплоотдачп от х не зависит. Рисунок 10-5 показывает зависимость а только от х.
Перемсоность физических параметров н М по высше может привести и к изме. нениго коэффициентов теплоотдачн. Г. Теплоотдпча при свободнолг движении около гориэонгсльной трйбы Описанная картина своболного движения вдоль вертикальной стенки тнпична также н для свободного движения у наклонной степки,шаров, горизонтальных круглых и овальных труб. Большое практическое значевне име- эг,(-5 ь,'АР гэ й ет тепзоотдача горизонтальных труб. (Г~> ы '( ХаРактеР свободного лвиженнЯ оно- О)! эГУ, л 'ээ), ло горячих горизонтальных труб пред- (э ставлен иа рис. 10-6.
При прочих равных успениях чем больше диаметр труб, тем аероятпес разрушение ламинарного течения. У труб малого днаыетра разрушение лэминарпого течения может проэгсходить вдали от трубы. Лля расчета срглних коэффициентов теплоотдачн при с , а „, ™ свободном ламинарном движении около горизонтальных труб может бмть использована формула И.
М. Михеевой (Л. !28) Низы=0.50(Ог эРг )аы(Рты/Рг,)илй (10-16) В формуле за определяющую принята температура жидкости или гааа взяли от трубы, в качествв определяюшего размера берется диаметр трубы. Сопоставление формулы (10-16) с опытными данными представлено на рнс. 10-7. Д. Тэплоогба«а прн очень лгалых эначенитх комплекса ОгРг Л. С Эйгенсоном было обнаружено, чю для тонких проволочек (0=0.2-:2 мм) условия теплоотдачи своеобразны.
Так как поверхаость проволоки мала, то и количество передаваемой тепиоты незначительно. При малых температурных напорах вокруг проволока образуется не- 238 и' б б ы б б гб* г б б б гб г б б б гбг х « б бгбб Рб«. !О-у. тгэбаоша» гэ»»оьх»э» хм '»»»э о об крезо»тббь»нх тэтй подввжная пленка нагретого воздуха. Этот режим называется плен о ч н ы ы. Плеаочиый режим обнаружен при числах (Пг»мРг„) <1, внлексы «сг» и «П» показывают, что определяющими вели»нивки являютсятемпеРатУРа (,»=0,5((б+(б) н ДиапетР бй ПРи пленочном Режиме Ип~ б= -0.5, откуда о-05(ХЩ.
Тагнообмен осуществляется теплопроводностью. Пленочный режим весь»!а неустойчив. В не!спорых случаях уже при (Пг брг„))10» появляются конвсктивныс таки о число Нуссеаьта увезячовается при росте Пгрг. Этот режим является переходным от гшевочного к ламинарному. Он имеет место при значениях (Сг, !Рг»,), примерно меньших 5 10». Ннибольшее значение коэффициента твслоотдачи прв переходном режиме описывается «равнением М. А. Микеева Нп„«=1,!8(Пгб Рг )'л. Наименьшее значение соответствует пленочному режиму. я.з. шплооамжг пэи своаодном движении жидкости а Огэьниченном пэосгэанстве Если объем жидкости г!евешгк, то свободные движении, возникающие у других тел или частей данного тела, раснпзоженных в этом объеме, ищут скаэыпаться на рассматриваемом течении.
Разделить зтп двг!женг!я и рассматривать нх по отдечьнасти очень трудбо, а порою и невозмозкво. Движение н теплоотдача зависят прн это»! как от !юда жвдкоств, ее температуры и температурного напора, так и от формы н размеров пространства. В горизонтальных щелях, образованных двумя плес»вин стенками, процесс определяется расположением нагретых н холодных поверхностей, расстоянием межпу ними и распределением температуры степин. Течение жплкости может отсутствовать, если температура веркней стенки постоянна в больше теыпературы нижней (ряс.
!О-йв). Сказанное справедливо для жидкостей, у которых плотность уменьшается с увелпченнем температуры. Неравномерность темнерэт)ры стено» снособстпует появлению конэекцип. Если температура нижней стенки болыпе, чем температура верхней, то при определенных условиях н щели возникают конвекционные токи. Горячцс частицы жидкости, имею!лис меньшую плотность, стре- йд) матса вверх. В щели появляются восходящие потоки, чередугащиеся межлу собой (рис. 10-8,э). Поле потока, рассматрнеасмое сверху, имеет ячеистую структуру с более или менее правильными шестигранными ячейками. Внутри этих ячеек поток движется вверх, а по периферии ячеек он возвращается вниз.
Такое течение имеет место примерно прн Сггрг 1Оэ-:45.10з. Прн Сггрг(45 10э наступает развитое турбулентное течение, ячеистая структура может сохраниться только вблизи нижней стенки. В вертикальных щелях в зависимости от расстояния 5 между стенками пнрк»ляция жидкости может протекать по-разному. Если Ь велико, то восходящий и нисхолящий потоки лвижутся без взаимных помех (рис. 10-8,а). В этом случае пиижение имеет такой же хараюгер, кан и в неограниченном объеме. Если же б мало, то вследствие взаимных помех возникают внутреваие циркуляциопные контуры ',рис. 10-8,6).
Высота контуров й определяется шириной щели, родом жидкости и интенсивностью процесса. Если Пгэ<124рг ээ(0,955+ Рг)115, где 1 — высота слоя, та перенос теплоты между стенками может быть вычислен по уравнениям теплопроводпости. Отклонения — и — ! уы з .м(Г~ имеют месго только па конг: т Х цах щели на высоте, равной ~1' ')ГЭ '! э 1«+ г/ В шаровых н гори- Д,у гш х~~~ ~~~э! зонтальпых цилиндричесних прослойках !! !1 циркуляция жидкости может д! протекать согласно схеме, ,8! ' '„,' )! (- изображенной ва рис. () 'Г='г( (. г'г~,-) Г~~~ 10-8,д — ж.
Течение развива- ,-1,! ' ! (г,'( з,, ) )1 ется лншь в зоне, лежащей ,Ь ~ ! ! выше нижней кромки пав = гретой поверхности. Ниже ! (з) ) —:=--- — . этого уровня жплкость неподвижна. Если же нагрста а! внсшиян цилиндрическая нов — верхность, то движение жидкости охватывает пространство, расположенное ниже и! э (( /г~ .(-г))1 1, верхней кромки холодной но! ,- в -.! - †, , '.; ". . г у) верхиогти. При интенсивном )1,)1 )( '1) ) '.,((! ..: теплообмене движением мох — ".—.=.~ — -..-. -4( — жег быть охвачена вся жила! ,эг! кость. Рэс.
1О.н. Оэ бахе е эээжеиэе э огээшчшэом При практических расобьеые. четах обычно необходимо определить тепловой поток через слой жидкости. В расчетной практике приаято заменять сложный процесс переноса тепаоты через !цели эквивалентным процессом теплопроводности. Средняя плотность тсплового потока г) условно вычисляетсн по формулам теплопроводности (гл. 2). Для плоского слоя а (1' ~) (10-1 7) где ! в — так называемый эквивалентный коэффициент теплопроводности, учитывающий нервное теплоты через щель как теплопроводностью, так н конвекнией. Отношегсие е .=4,)Л, где Л вЂ” коэффициент теплопроводностн жидкости, харагперизует влиииие конвекцни на перенос теплоты через щель.
Величина щ является функцией комплекса ОгРг. Зависимость е =Г(Огрг) предстанлена на рис. 10-9 (Л. 124). Для составления графика рис. 10-9 использованы опытные данные Д. Л. Бояриицева, Муль-Рейера, Девиса, Бекмана. Крауссальда н др. для вертикальных и горизонтальных плоских щелей, кольцевых н сферических слоев, заполненных газом нли капельной жидкостью. с.:-л,в~ Д ' гш Ф Ггссыг и" Рве. !О-Н. Экввввынтвая тсээсарсвслиссть сра св бсхвсн з эжеанэ огрсвнчсвэ н сбьене.
При определении чисел подобия независимо от формы прослойки за определяющий размер принята ее толщина б, а за определяющую температуру — средняя температура жидкости 1сг=0,5(1,т+1,т). В случае малых значешй аргумента [(ОгРг), лч.„!(Р), кэк следует нз графика рпс. 10-9, з,=! и л,=л, т. е. герерага тегюоты от горячей стенки к холодной осуществляется только теплопроводностью. Г!рн 10'ч.(бгрг) ч 10' (кривая 1) сс=О,!05(Сг РЛ',„с, и при 16'ч (СгРг) л 10" (кривая 2) „=.0,40 (агрг),'„ (10-19) По Михееву, введу приближенности формул (10-19) и (10-19) для асей общстк значений аргументов (Огрг)„л з !О' можно принять зависамость с„= 0,18(От Рг)с; (10-20) с некоторой погрешностью аппроксимирующей экспериментальные данные, представленные на графике рис.
10-9 (крявая 8). Предложен ряд формул для расчета отдельных задач свободной коивекции в ограниченном обьеме (Л. 24, 49, 107 и др.). В перечислена сг 241 вых работах рассмотрена сэоболиая конвекцня у вертикального ряда горизонтальных труб, у вертикальной стенки с вертикальными ребрами, в горизонтальной щели, а горизонтальаом цилиндрическом слое при различном положении внутреннего тепловыделяющего трубчатого элементз и друтие практически важные задачи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
