ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

Рабочий процесс в современных теплообменниках происходит или в условиях внутренней задачи, когда ядро потока находится во внутренней области по отношению к пограничному слою, покрывающему стенки канала, или в условиях внешней задачи, когда ядро потока находится во внешней области по отношению к пограничному слою.

Внутренняя задача – теплообмен при протекании теплоносителей внутри каналов различных форм, внешняя задача – теплообмен при поперечном обтекании потоком пучка труб.

В условиях внутренней задачи различают следующие режимы течения:

- ламинарное (слоистое),при котором каждая частица жидкости движется по прямолинейной    траектории, а течение потока есть упорядоченное движение слоев, перемещающихся один относительно другого (этот вид течения имеет место при Re<Re_кр = 2100);

- развитое турбулентное – неупорядоченное движение с вихрями и сильным перемешиванием в поперечном направлении (Re>Re_кр = 10⁴);

- переходное, которое является промежуточным между ламинарным и развитым турбулентным и носит нестабильный характер (Re_кр1<Re<Re_кр2).

При ламинарном режиме движения потока характеристика теплообмена – коэффициент теплоотдачи  - определяется из критериального уравнения конвективного теплообмена

                                                (3)

                                                                                                               (4)

где:  - критерий теплового подобия или критерий Нуссельта;

    - критерий Рейнольдса, по значению которого определяется режим движения жидкости;

    - эквивалентный диаметр канала, представляющий собой отношение

           учетверенной площади проходного сечения канала  к смоченному

           периметру , т.е. (в случае цилиндрического канала );

   ,  - соответственно коэффициент теплопроводности и коэффициент

           кинематической вязкости, определяемые из справочной литературы по значению средней температуры теплоносителя;

   - средняя скорость теплоносителя;

  и  - соответственно критерии Прандтля теплоносителя при средней

           температуре теплоносителя и средней температуре стенки, равной ;

    - критерий Грасгофа. Этот критерий подсчитывается по формуле:

                                                 ,                                         (5)           

где:  - определяющий размер;

 - коэффициент объемного расширения;

,    ,                

 - коэффициент кинематической вязкости теплоносителя при температуре .

Коэффициент  учитывает изменение среднего коэффициента теплоотдачи по длине трубы

(табл.2.1).

Таблица 2.1

	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

Критериальное уравнение конвективного теплообмена при турбулентном режиме движения жидкости имеет вид:

                                                                        (6)

где: - критерий теплофизических характеристик жидкости или критерий Прандтля, определяется из таблицы по средней температуре жидкости и стенки [5]. Для метана при определении критерия Прандтля необходимо учитывать давление газа.

     - коэффициент, учитывающий влияние на теплопередачу длины канала.

Основная сложность расчета теплообмена при переходном режиме движения теплоносителя состоит в правильном определении режима течения и в выборе расчетной формулы для переходной области течения, лежащей между и .

---

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 667; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!