Тепловіддача при омиванні пучків труб
Рух рідини має в такому випадку складний характер. Поряд розташовані труби впливають на характер омивання сусідніх. Тепловіддача поступово зростає внаслідок посилення турбулентності по напрямку потоку від першого до третього ряду труб, після чого стабілізується. Проте розташування труб в шаховому (рис. а) порядку веде до більш інтенсивного перемішування рідини ніж при коридорному розташуванні (рис. б), що й обумовлює більш інтенсивну тепловіддачу.
Для обох випадків при Re<1000 
. Якщо ж 1000<Re<2·105, то:
а) при шаховому розташуванні 
.
б) при коридорному розташуванні 
.
В якості характерного розміру (de.) беруть найменшу відстань між трубами. Існують і інші умови протікання чи омивання каналів, критеріальні рівняння для цих випадків можна знайти за довідником з теплопередачі.
Тепловіддача при обтіканні стінки
Коли омивається одинока труба: 
,
де 
- зовнішній діаметр труби; 
- швидкість набуваючого потоку.
При подальшому збільшенні швидкості за трубою створюється два відірвавшихся вихри.
Ще при подальшому руху рідини вихри відтягуються все далі від труби, створюючи турбулентний потік.
Якщо 
, тоді 
.
Якщо 
, тоді 
.
Якщо 
, тоді 
.
Вільна конвекція
Рушійною силою при вільній конвекції є різниця густин. В випадку тепловіддачі різниця густин виникає за рахунок різниці температур.
При вільній конвекції на рідину діють гравітаційні і в’язкісні сили. Співвідношення цих сил може бути охарактеризовано критерієм 
:
|
|
|
,
де g – гравітаційні сили; ν - в’язкісні сили; β – коефіцієнт об’ємного розширення; Δt – різниця температур між стінкою та рідиною.
Теплофізичні характеристики можуть бути охарактеризовані критерієм 
:
,
де c – теплоємність; μ – динамічна в’язкість.
Критерії Gr і Pr приблизно однаково впливають на інтенсивність тепловіддачі при вільній конвекції.
Міхєєв запропонував для вільної конвекції співвідношення:
Коефіцієнти с та n беруть з довідників, наприклад:
| Gr·Pr | n | с |
| <10-3 | 0 | 0,5 |
| 10-3–5·102 | 1/3 | 1,18 |
| 5·102–2·107 | 1/4 | 0,54 |
| 2·107–1013 | 1/3 | 0,135 |
При чому для газів 
.
Для останніх випадків буде використовуватися рівняння:
Якщо рідина омиває стінки в замкнутому просторі, тоді її рух стає набагато складніший і тепловіддача може бути описана рівнянням теплопровідності (рівнянням Фур’є) з деяким підсиленням тепловіддачі за рахунок вільної конвекції можливі наступні випадки руху: T1>T2
Де 
- експериментальний коефіцієнт теплопровідності.
За визначальну температуру береться середня температура стінок:
Тепловіддача при зміні агрегатного стану
|
|
|
(Тепловіддача при фазових переходах)
Процеси, що розглядаються – конденсація та кипіння.
Ці процеси характеризуються прихованою теплотою, яка позначається r і має розмірність Дж/кг. Прихованою теплотою називається кількість тепла, яку необхідно підвести, щоб випаровувався 1 кг рідини, або та кількість тепла, яка виділяється при конденсації цієї ж кількості рідини (прихована теплота конденсації, пароутворення). Ця величина залежить від роду рідини, температури і сама величина знаходиться в довідниках. Кількість теплоти, що затрачається на пароутворення або виділяється при конденсації, знаходить згідно рівняння:
Процеси кипіння та конденсації відбуваються при постійній температурі, яка залежить від тиску.
Конденсація
Конденсація – це процес фазового переходу пари в рідину. Конденсацію можна викликати або охолодженням пари, або ж різким збільшенням тиску.
В зв’язку з цим розрізняють поверхневу конденсацію пари та об’ємну конденсацію пари. Об’ємна конденсація проходить у всьому об’ємі, при різкому збільшенні тиску пари, поверхнева конденсація відбувається тоді, коли пара охолоджується за допомогою холодних стінок. Ми будемо розглядати найбільш поширений другий випадок.
|
|
|
Поверхнева конденсація буває:
1) плівковою, коли утворена рідка фаза на холодній поверхні в вигляді стійкої плівки, тобто конденсат змочує поверхню;
2) крапельною, коли утворюються окремі краплі конденсату і цей конденсат не змочує повністю поверхню теплообмінну.
Ми будемо розглядати поверхневу плівкову конденсацію.
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 236; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!