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 T_w = const и при q_w = 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 T_w.

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: 284; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!