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 εφ, 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 εφ 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 εs, 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; dтр – 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: 408; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!