Конвективная теплоотдача при вынужденном
Движении текучей среды в трубах и каналах
2.1. Теплоотдача при движении флюида
В прямых гладких трубах
При движении жидкостей и газов в трубах и каналах существуют ламинарный ( ), турбулентный ( ) и переходный от ламинарного к турбулентному ( ) режимы течения флюида.
Определяющие параметры для расчета критерия Рейнольдса:
– средняя температура флюида в трубе;
– внутренний диаметр трубы;
– средняя по сечению трубы скорость движения флюида.
Теплоотдача при ламинарном режиме движения
текучей среды в трубах ( Re £ 2300)
Теплоотдача в трубах при стабилизированном течении и стабилизированном теплообмене может быть рассчитана при Tw = const и при qw = const по приближенной формуле [3]:
, (2.1)
где поправку рассчитывают по формуле (1.5).
Определяющие параметры в формуле (2.1):
– средняя температура флюида в трубе;
– внутренний диаметр трубы;
– средняя по сечению трубы скорость движения флюида.
При ламинарном режиме движения в прямых гладких трубах и наличии участков гидродинамической и тепловой стабилизации для более точной аппроксимации экспериментальных данных выделяют два подрежима: ламинарный вязкостный и ламинарный вязкостно-гравитационный. Ламинарный вязкостный режим течения имеет место при числах Рэлея Ra < 8×105, а ламинарный вязкостно-гравитационный режим при числах Рэлея Ra 8×105. При этом определяющие параметры для расчета критерия Рэлея находят по формулам:
|
|
, где ;
– внутренний диаметр трубы.
Теплоотдача при ламинарном вязкостном режиме движения текучей среды в трубах ( R e £ 2300; Ra < 8 ×105)
Средний по внутренней поверхности трубы длиной коэффициент теплоотдачи рассчитывают по формуле Б.Г.Петухова , которая получена при и
(2.2)
Определяющие параметры:
, где ;
– внутренний диаметр трубы;
– средняя по сечению трубы скорость движения флюида.
Замечание. Значение выбирают для флюида при температуре стенки Tw.
Величина – поправка, учитывающая влияние на теплоотдачу гидродинамической стабилизации потока на начальном участке теплообмена:
при — ; (2.3)
при — , (2.4)
где – длина трубы.
Определяющие параметры в формулах (2.3) и (2.4):
– средняя температура флюида в трубе;
– внутренний диаметр трубы;
– средняя по сечению трубы скорость движения флюида.
Теплоотдача при ламинарном вязкостно-гравитационном
Режиме движения текучей среды в трубах
( Re £ 2300; Ra ≥ 8 ×105)
|
|
Средний коэффициент теплоотдачи при ламинарном вязкостно-гравитационном режиме течения может быть рассчитан по критериальному уравнению М. А. Михеева [4]:
. (2.5)
Определяющие параметры:
– средняя температура флюида в трубе;
– внутренний диаметр трубы;
– средняя по сечению трубы скорость движения флюида.
Замечание. Поправку , учитывающую изменение физических свойств среды в зависимости от температуры, рассчитывают по формуле (1.5).
Поправочный коэффициент , учитывающий влияние на теплоотдачу процесса гидродинамической стабилизации потока на начальном участке теплообмена равен:
при значение находят по данным таблицы 2.1;
при — .
Таблица 2.1
Значение при вязкостно-гравитационном режиме течения флюида
1 | 2 | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 | |
1,9 | 1,7 | 1,44 | 1,28 | 1,18 | 1,13 | 1,05 | 1,02 | 1,0 |
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 276; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!