Теплопередача (Исаченко В. П. Осипова В. А. А. Сукомел С.) (555295), страница 58
Текст из файла (страница 58)
ь ббю' г ь бвггв г ч бага" г е гвб в в I гб-' Вбгвс б В Вагаб З В ВВ,вг З Рлс ! ЗЗ Тезлаатлача ерл влеаачзеа ксалеаеацаи ниьщемчнего лара на мртакальиаа мчмрхиостн арн лаиааарнан течение злеихе. Локальный коэффициент теплоотдачи при пленочной конденсации может быть найден на основе уравнений (а) н Ч=( +р -Ф)т= -(!+и,—,м',~в,; — "( .:)1 Вб=~ — б =В( г Рг Отекма, УЧИтЫВаЯ, ЧтО а=о,((ба — б,), ПОЛУЧаЕМ: 1 (12-11 .) л (г+ — — „") Таням образом, определение коэффициента теплоотдачи сводится к вычислению интеграла, стоящегов знаменателеуравнения (12-17).Эти вычисления были проделаны Д й.
Лабунцовым. При этом использовались уравнения для коэффициента турбулентного обмена з„предложенные Линем и Шлвнгерам. Было принято, что физические параметры конденсата постоянны и вг — -е, (т. е. Рг„=1). Результаты интегрирования аппроксимированы в интервалах 1<Рг,(25 и 1,5 10гг Ке<6,9-!Ог уравнением (12-181 — — =0,0325Ке«.мрг . ° ~з / где вдесь а — местный коэффициент теплоотдачи.
При расчете средней теплоотдачи турбулентного течения нужно учесть, что в верхней части стенки на ламинарном участке уже образовался определенный слой конденсата. В случае постоянных физических параметров теплоотдача ламинарного участка аписываетси уравнением (12-15), где е,= !г Ке = 0,95Х',гз 4!ри этом величине Ке,р---400 соответствует Х,э-— — (Па'г' ) =2300. Формула (12-7') в безразмерном виде Учитывая уравнение (12-18), получаем: аде .00325Кек Р, .
Разделив в последнем уравнении переменные Ке и Х (полагаем, что Рг=сопз!) и проиитегриронав в пределах от Х„э до Х и соответственно от Ке„э до Ке, получим: а (К з" — Ке'")=0,0325ргк (Х вЂ” Х„г. Решив это уравнение относительно Ке и полагая Ке„,=400, Х „—— =2300, получаем следующее уравнение: Ке =-(89+ 0,024 РР «(Х вЂ” Х«в) )ггз. (12-19) Уравнение (12-!9) описывает среднюю теплоотдачу для вертикальной повпрхности, иа которой имеются ламииарный и турбулентный участки течения конденсата. Для учета аавнсимости физических параметров от температуры коэффициент О,Оозб в формуле (12-!8) или коэффициент 0,024 в формуле (12-19) должен быть умноиген нз поправку (Рг„гРг«)«вг, где индексы «н» и «с» означают, что число Прандтля конденсата выбиРается соответственно по температурам насыщения и стенки.
При этом все остальные физические параметры конденсата, входящие в уравнении (!2-18) и (12-!9), должны выбираться по темггературе насыщения. 275 С учетом сцеланных замечаний формула для расчета среднего коэффициента теолоотдачи при конденсации чистпто неподвижного пара на вертикальной поверхности и смешанном течении пленки конденсата принимает следующии аид (Л. 94]: ((е„= — ]89+ 0,024(рг /Рг,)"ар~и' (Х вЂ” 2300)] ( [12-20) Если залаяв плотность теплового потока до то, учитывая, что Ке= =у,й(грн, формулу (!2-20) удобнее применить в следующем прес(аразозвнном виде: ~" ("') ] — г, та(а] (12-2!) т 9 / !. 2300 + 4!Р .юл(це.м 89)(Р» арг.) гл Определяющей температурой является температура насыщения а (исключая Рг,], определяющим размером — высота стенки й.
Все физические параметры берутся для конденсата. Если давление пара велико и плотность пара соизмерима с плотностью конденсата, в уравнении движения член р л заменяют на 2(р — р ). Эта аамена привалит к тому, что в расчетных уравнениях каи для. турбулентного, так н ддя ламинарного течения пленки вместо числа Галилея Са=-2!аа(та поянлнетсн числа Архимеда Л =-йгл((-ф). В частности (а('А ) (т' /д)п~ в этом случае следует записать так: и вместо Л=-Оаш(Х .4(/гр,) будет: Индексы «ж» и «и» по-прежнему обозначают, что данная величина отнесена соответственно к жндкой и паровой фазе. На графике рис. !2-7 формула (!2-20) сопоставлена с опытными данными. На основе уравнений (12-14) и (12-19) составлена номограмма (рис.
12-9) лля определения срелнего коэффициента теплоотдачи при конденсации водяного пара на вертикальных поверхнактях. Номограыма позволяет найти а, если навестны высота й поверхности теплообмена, температурный напор Ы=(, — 4« и температура насыщения пара. Б. Горизонтальноз труба Полученные ранее в этом параграфе формулы справедливы при конденсацщг пара на вертикальных плоских стенках.
В случае наклонной стенки в исходное уравнение движения вместо 9 необходимо ввести проекцию вектора ускорения силы тяжести на ось Ох: здесь 47 — угол, образованный направлевием силы тяжести и осью иоординат Ох; ось Ох ориентирована по лолу те*<ения пленки. В результате для наклонных стенок получается следующая формула: ач,„„= е,„)' соз р. (12-23) Для криволинейной поверхности, в частности для горизонтального цилиндра, угол ф будет переменной величиной. Учитывая это и принвмая, что б~«, где <( †диаме ируглого цилиндра, Нуссельт получил слелующу<о формулу для расчета среднего по наружной окружности трубы коэффициента тепло- отдачи прн условии ламинарного течения пленки конденсата: рг мз 45 йа, 2 Г 455 Згр< 2 5455 Зрт г 5455 З,,Г 2 5 ар Рис <2.з Гпафнк заа расчета сэехэеге ксээч!хмиеатз теэлсстхач» ппп ззезсчиой хои- ачисааяи зепоавюхзогэ пара иа ееатнтзпыюй псасрхмита.
а д * ° .ю. а —; м-"с! < и д ' кг.с.м в <ор ю. 278 55 лтт Г<5 5<П Лпюргрг ГПП вЂ” Ч Л р* рг и= 0,7Ю < (12.24) Рпс <2-7 Тепхеотаача при пзмю«аоп! г « — <)р хсяхенсаччи чееаавнмиаге пара вэ аептвхалмюй псееэхпссти пп~ слежением Формула (!2-24) отличается от < а гнаэнсм и тгрбт еитиси) теч ипи формулы (!2-13) для вертикальной пхеиьз хсвхенсате л-ам <м,э е и> о , стенки тем, что к<оффициент проз-аа !ойм): о- хь й"-тнз <с -' оорцпоиальности вместо 0943 равен "! ' Лм " п~ым< ° 0,728 и в качестве характерного размера виесто й вводится <). Уравнение (12-24) получено прн тех же удрошающих задачу допущениях, что и формула (12-13).
Как было сказано ранее, при К>б и Рг>1 можно не учитывать инерционные силы и коииекп<нный переностеича. Перемепносгь физических параметров конденсата меже~ быть учтена ранее введенным мно- жителем ег; при этом физические параметры конденсата, входнщие е формулу (12-24), выбираются из справочных пособий по температуре насыщения.
Для развития волнового течения необходим определенный участок течения протюкеняосгыо в несколько длин волн. Поэтому на трубах не. больших диаметров волновое течение не успевает развиваться. Поправку следует вноднть только тогда, когда лиаметр трубы удовлетворяет следующему соотношению: Д>20(б(р д) (12-25) Формула (12-24) получена цри условии 1,=сопзг. При де=сопя( коэффициент пропорциональггоеш, равный 0,728, должен быть заменен на 0,093 (Л. 100). ы.з. шпяоовмен пэм пленочнон конденсации двмншщягося пдвд внятен тээв При конденсации в трубах паровой объем ограничен стенками трубы. Трубы могут быть достаточно длинными и в иих может кондеисироваться большое количество пара. Возникает направленное лвижепие пара.
причем скорости последнего могут быть, очень велики (до !00 м/с и более). При этом силы трения на гранипе между паром и конлеисатом могут быть значительными. 1(сли направление движения пара совпалает с направлением течении конденсата под действием сил тяжести, то вследствие трении течение пленки убыстряется, толщина ее уменыпается и коэффициент тепло- отдачи увелячивается. Если направление движения пара противаполозкно направлению течения конденсата, то пленка может замедляться; толщина ее прн этом увеличивается, а теплоотдаче уменьшается.
Повышение скорости пара может привести к тому, что пленка будет увлечена паром и частично сорвана с поверхности с~емки. Теплоотдача при этом увеличивается. В зависимости от величин сил тяжести и сил трения можно различать три основных случая: силы тяжести существенно преобладают над динамическим воздействием пара, и последний можно считать практически неподнижным; подобяого рода задачи были рассмотрены в предыдущем параграфе; силы тяжести и силы динамического воздействия пара на пленку соизмеримы; динамическое воздействие пара яа пленку конденсата преобладает цад силами тяжести; при этом конденсат движется, увлекаемый паром, и теплоотдача практически ие зависит от положения трубы в просграиствс.
Конечно. между этими режимами нет реакой границы. При коиленсации в трубах скорость пара не остается постоянной, так как вдоль течения расхпк пара убывает (на возрастает расход конденсата).Накбольшуто величину скоросп пара имеет на входе в трубу. Ее среднее значение на входе может быть достаточно просто вычислено, если в трубу втекает сухой насыщенный пар, который полностью конлеисирустся в ией.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
