Теплоотдача при поперечном обтекании трубного пучка

3.3.1. Средний коэффициент теплоотдачи α₃ для третьего ряда пучка труб и всех последующих рядов труб в пучке по направлению движения флюида при 10³<Re<2×10⁵ по данным [3] равен:

               (3.16)

где  и  – при коридорном расположении труб в пучке (рис.3.2.а);  и  – при шахматном расположении труб в пучке (рис.3.2.б).

Замечания.

1. Поправку ε_φ, учитывающую влияние угла атаки  набегающего потока (угол атаки – угол между вектором скорости и осью трубы) на коэффициент теплоотдачи, рассчитывают по формуле (3.14) или по формуле (3.15). Более точные значения поправки ε_φ для пучка труб в зависимости от угла атаки φ приведены в табл. 3.2, приведенной в задачнике [3].

Таблица 3.2.

Поправка на угол атаки набегающего потока в трубном пучке

φº	90	80	70	60	50	40	30	20	10
εφ	1,0	1,0	0,98	0,94	0,88	0,78	0,67	0,52	0,42

 

2. Поправку ε_s, учитывающую взаимное расположение труб в пучке, рассчитывают по формулам:

— для глубинных рядов труб коридорного пучка

;                                                             (3.17)

— для глубинных рядов труб шахматного пучка

, если S₁/S₂ < 2,                                  (3.18)

 = 1,12,           если S₁/S₂ ³ 2;                              (3.19)

где S₁ – поперечный шаг труб в пучке; S₂ – продольный шаг труб в пучке.

 

Определяющие параметры:

 – средняя температура флюида в пучке;

 – наружный диаметр трубы;

 – максимальная скорость потока в самом узком поперечном сечении пучка.

 

3.3.2. Средний коэффициент теплоотдачи для труб первого ряда по направлению потока в коридорных и шахматных пучках равен:

.                                                                 (3.20)

Средний коэффициент теплоотдачи для труб второго ряда в коридорных и шахматных пучках соответственно равен:

— коридорный пучок ;                                            (3.21)

— шахматный пучок ,                                               (3.22)

где  – коэффициент теплоотдачи для труб третьего ряда пучка.

 

3.3.3. Средний коэффициент теплоотдачи для всего пучка при его обтекании жидкостью или газом (Re=10³¸2×10⁵) в зависимости от числа рядов по ходу движения флюида (n³3) равен:

,                               (3.23)

где n₂ – число рядов труб по направлению движения флюида (жидкости или газа).

а)

б)

Рис.3.2. Геометрические параметры шахматного (а) и

коридорного (б) пучков.

 

 

Конвективный теплообмен при изменении

Агрегатного состояния вещества

В зависимости от фазового состояния флюида различают конвективный теплообмен в однофазной среде и конвективный теплообмен при фазовых превращениях, к которому относят теплообмен при конденсации (переход пара в жидкость) и теплообмен при кипении (переход жидкости в пар).

4.1. Теплоотдача при пленочной конденсации паров

 

4.1.1. Средний коэффициент теплоотдачи при пленочной конденсации паров на вертикальной поверхности рассчитывают по формуле Нуссельта [2,3]:

,                              (4.1)

где  м/с² – ускорение свободного падения; r – скрытая теплота парообразования, Дж/кг;  – коэффициент теплопроводности пленки конденсата, Вт/(м·К);  – динамический коэффициент вязкости конденсата, Па·с;  – плотность пленки, кг/м³;  – температура насыщения при данном давлении;  – температура стенки; H – высота вертикальной поверхности.

 

Определяющие параметры:

 – температура насыщения при данном давлении;

 – высота вертикальной пластины или высота трубы.

 

4.1.2. Средний коэффициент теплоотдачи при пленочной конденсации на наклонной поверхности рассчитывают по формуле [2,3]:

,                                 (4.2)

где  – коэффициент теплоотдачи, рассчитываемый по формуле (4.1) для вертикальной поверхности;  – угол между направлением силы тяжести и осью, направленной вдоль поверхности теплообмена.

 

4.1.3. Средний коэффициент теплоотдачи при пленочной конденсации на горизонтальной трубе при ламинарном течении пленки конденсата рассчитывают по формуле Нуссельта [2,3]:

,                               (4.3)

где  м/с² – ускорение свободного падения; r – скрытая теплота парообразования, Дж/кг;  – коэффициент теплопроводности пленки конденсата, Вт/(м·К);  – динамический коэффициент вязкости конденсата, Па·с;  – плотность пленки, кг/м³;  – температура насыщения при данном давлении;  – температура стенки; d_тр – наружный диаметр трубы, м.

Формула (4.3) справедлива для ламинарного режима течения пленки, который существует при выполнении условия:

,                                                   (4.4)

где  – сила поверхностного натяжения пленки, Н/м;  м/с² – ускорение свободного падения;  – плотность пленки, кг/м³.

 

Определяющие параметры:

 – температура насыщения при данном давлении;

 – наружный диаметр трубы.

 

Формулы для расчета локальных коэффициентов теплоотдачи, теплоотдачи при волновом и турбулентном течении пленки, а также толщины конденсатной пленки приведены в литературе [1-3, 5].

 

4.2. Теплоотдача при кипении жидкостей

 

---

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 428; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!