Теплопередача. Учебник для вузов. В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел, 1975 (945106), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Поьунчо других прнчнв, величина коэффипнентов пропорциональности навесит от выбора опйелеляюшей температуры. Для расчета местных коэффициентов теплоотдачи при свободаом ламинарном теченип алоль вертикальных стенок можно использовать формулу (Л. 166] Хп „=0,60(Сгж Рг )" ы(рг /Рг,)аж. (10-13) Здесь определяющей является температура жидкости за пределами движущегося слоя (Рг, выбнраетсн по местной температуре стенки), Оутределяющууй размер (продольиая вдоль потока коордивата) отсчитывается от места начала тсплообмена. Нз рве. 10-4 формула (10-13) сопоставлена с опытгыив данными. Формула (10-13) получена при условии, что б,=сапа!. Осредняя коэффнциенты тсплоатдачи согласно уравнению (6-1), получаем, что 5 при 4,.=-сапа! а, = — а ч Тогда расчетная форм)ла для средних коэффициентов теплоотдачи будет: %„в=0,75 !Ог»,Рг 1» 'Я(рг /Рг ) Л» (10-14) Здесь определягощей температурой по-прежнему является температура жидкости за пределамн движущегося слоя, определяющий размер †дли пластины, отсчитываемая от начала теплаобмена.
Формула (10-!3) получена для теплоноснтелей с числами Прандт.чя от 07 до 3.1(Р. Ею следует пользоваться прн !(Р(Ог „Рг (1(Р. Уравнение (10-13) получево при условии 4»=сапа!. Йсходн нз графиьа рнс. !0-3, для случая 1»=сопЩ значение коэффициента пропорциональности в формуле (!О(З) н первом приближенна может быть взято равным примерно 0,55. При этом ь а, =- — а„ь 3 Б. Теплоогдачо при свободном турбулентном движении вдоль вертикальной пластины Па данным работы (Л.
156) развитое турбулентное течение наступает прн числах Огм»Ргмы»6.10гь (риа 10.4). Для местных коэффициентов теплаотдачи прн развитом турбулентном течении в (Л. 156) предлавгеиа формула Ми» =0,15(Ог„„Рг )'и(Рг /Ргь)ьм. (10-15) Определяющие температура и линейный размер выбраны так же, как н в форм)ле (10-!3). Линейный размер входит в числа Р)и н Ог: Мнь„=- — и Ог х ия 7 е)н.х; ЯГЯ ) Отсюда следует, что прп развитом турбулентном течении коэффициент теплоотдачн ае зависит от линейного разягера н, следовательно, местный коэффициент теплгютдачи равен средному.
В. Теплоотдичо при переходном режиме свободного движения вдоль еертикильной гглгичииы Согласна опытным давным различных исследователей переходный режпы имеет места примерно прн !(Р(Ог»Рг <6 ° 10гь. Переходный режим отличается неустойчивостью процесса течения и теалоотдачн и, как саедствгщ большим разбросом опытных тачек. В некоторыя случаях, как это имело место в опытах (Г!. 156) (рис. !0-4), ламинарное течение сохраняется и при числах Сгм„рг, больших !Ой Развитое же турбулентное течение может наступать и прн числах От Рг,меньших 6 10'ь.
Переходная область течения имеет место на определенной плине стенки. В срелнем теплоотлача при переходном режиме возрастает от 237 значения, соответствующего лампнарному течению, до значения, соответствуюшего турбулентному движению жидкости. Наибольшее и наименьшее значения коэффициента теплоотдачн в переходной области можно определить соответственна по урзвнениям (10-15) н ()а(5).
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 стен- ки 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
