Теплоотдача при турбулентном режиме движения
текучей среды в трубах ( Re ≥ 104)
Средний коэффициент теплоотдачи при турбулентном течении флюида в прямых гладких трубах рассчитывают по формуле М. А. Михеева [4]:
. (2.6)
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 
< 50 — 
;
при > 50 — 
= 1.
Более точные значения в зависимости от критерия Рейнольдса приведены в табл. 2.2.
Таблица 2.2.
Значение при турбулентном режиме течения флюида
|
Re | ℓ/ d | ||||||||
| 1 | 2 | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | ||
| 1·104 | 1,65 | 1,50 | 1,34 | 1,23 | 1,17 | 1,13 | 1,07 | 1,03 | |
| 2·104 | 1,51 | 1,40 | 1,27 | 1,18 | 1,13 | 1,10 | 1,05 | 1,02 | |
| 5·104 | 1,34 | 1,27 | 1,18 | 1,13 | 1,10 | 1,08 | 1,04 | 1,02 | |
| 10·104 | 1,28 | 1,22 | 1,15 | 1,10 | 1,08 | 1,06 | 1,03 | 1,02 | |
| 100·104 | 1,14 | 1,11 | 1,08 | 1,05 | 1,04 | 1,03 | 1,02 | 1,01 | |
Определяющие параметры:
– средняя температура флюида в трубе;
– внутренний диаметр трубы;
– средняя по сечению трубы скорость движения флюида.
Теплоотдача при переходном режиме движения текучей
среды в трубах (2300 < Re < 104)
Переходный режим течения характеризуется перемежаемостью ламинарного и турбулентного течений. В этом случае коэффициент теплоотдачи можно рассчитать по формуле [4]:
|
|
|
, (2.7)
где комплекс K0 зависит от числа Рейнольдса (см. табл. 2.3.), а поправку 
рассчитывают также как и при турбулентном режиме течения флюида.
Таблица 2.3.
Зависимость комплекса К0 от числа Рейнольдса
| Re·10-3 | 2,2 | 2,3 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| K0 | 2,2 | 3,6 | 4,9 | 7,5 | 10 | 12,2 | 16,5 | 20 | 24 | 27 | 30 | 33 |
Замечание. Поправку 
, учитывающую изменение физических свойств среды в зависимости от температуры, рассчитывают по формуле (1.5).
Определяющие параметры:
– средняя температура флюида в трубе;
– внутренний диаметр трубы;
– средняя по сечению трубы скорость движения флюида.
Переходный режим течения флюида в прямых гладких трубах также можно рассчитать по методике, изложенной в учебнике [10]:
, (2.8)
где 
и 
числа Нуссельта, рассчитанные по формулам (2.1) и (2.6) для стабилизированного ламинарного и турбулентного режимов течения соответственно, γ – коэффициент перемежаемости равный:
. (2.9)
Теплоотдача при движении газов в трубах
Для газов критерий Прандтля 
и практически не зависит от температуры, поэтому температурная поправка 
»1. С учетом этого формулы (2.5), (2.6) и (2.7) можно упростить и записать в виде:
|
|
|
ламинарный режим 
; (2.10)
турбулентный режим 
; (2.11)
переходный режим 
. (2.12)
Замечание. При наличии больших температурных напоров и турбулентном режиме течения газов коэффициенты теплоотдачи могут отличаться от значений, вычисленных по уравнениям (2.10), (2.11) и (2.12). В этом случае расчет необходимо проводить по формулам (2.5), (2.6) и (2.7), принимая в качестве температурной поправки выражение:
, (2.13)
где 
– средняя температура газа в трубе, Кельвин; 
– средняя температура стенки трубы, Кельвин; 
если > и 
, если < .
Определяющие параметры:
– средняя температура газа в трубе;
– внутренний диаметр трубы;
– средняя по сечению трубы скорость движения флюида.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 346; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!