ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ребристая поверхность нагрева из "Теория тепло- и массообмена" 1 было доказано, что общее термическое сопротивление плоской стенки определяется наибольшим из частных термических сопротивлений. Если последнее является конвективным сопротивлением, то тапловой поток через стенку можно увелич-ить путем оребрения поверхности в месте с наибольшим сопротивлением. Ребристые поверхности нагрева находят широкое применение, например, в экономайзерах паровых котлов, в радиаторах паровых и водяных систем отопления, электротрансформаторах, двигателях внутреннего сгорания с воздушным охлаждением цилиндров, авиамоторах и пр. [c.67] Прямоугольное ребро. Простейшим случаем является расчет плоской оребренной поверхности. [c.67] Теплопотери ребра определяются из уравнений (3-23) и (3-26). [c.67] На рис, 3-9 приведено сравнение теплового потока, проходяшего через основание трех различных ребер А — короткое ребро, В — длинное ребро с изолированным концом, с — длинное ребро с утечкой тепла через конец. На рисунке указаны длины ребер, которые можно рассматривать как длинные ребра и, следовательно, применять к ним более простой анализ одномерного теплового потока. [c.69] Так как эта величина очень низка, оребрение поверхности практически не усиливает теплоотдачу. Эффективность оребрения для жидкостей можно повысить применением металлов с лучшей теплопроводностью и более тонких ребер. Однако на практике толщину ребер нельзя сделать значительно меньше 3 мм, а теплопроводность меди, наиболее теплопроводного металла, лишь в 5 раз больше теплопроводности чугуна, поэтому оребрение незначительно увеличивает теплоотдачу жидкостям. [c.69] А — короткие ребра В —длинные ребра с изолированным концом С —длинное ребро с утечкой тепла с торца. [c.70] Л1 — площадь поперечного сечения ребра, перпендикулярного Ь. [c.71] Это равенство дает возможность выяснить, достигнута ли оптимальная высота ребра при данных - 1 и Ог. [c.72] Это уравнение позволит определить, насколько можно интенсифицировать теплообмен оребрением поверхности нагрева. [c.72] Пример 3-3. Для чугунного ребра толщиной 3 им значение 2Х/а6 равно 330. Подставляя это значение в формулу (3-35), получаем при теплоотдаче в воздух оптимальное значение отношения // (6/2) =25,8, при теплоотдаче в воду //(6/2) =3,64. Для алюминиевого ребра толщи- ой, 1,0 Л1Л( с коэффициентом теплопроводности Х=178 ккал/м час град оптимальное значение отношения //(6/2) равно 85,1 для воздуха и 12,0 для воды. Можно заметить, что толщина ребра должна быть больше, когда отношение термического сопротивления теплообмена к термическому сопротивлению теплопроводности становится меньше. Чугунные ребра крайне слабо интенсифицируют теплоотдачу в воду. [c.72] В стационарных теплообменных установках толщина ребер обычно делается больше оптимальной, так как вес в этом случае не играет существенной роли. Оребренные трубы экономайзеров паровых котлов имеют ребра от 1,25 до 4 мм толщиной и от 13 до 25 мм высотой с расстоянием между ними от 13 до 20 мм. Трубы системы водяного отопления имеют обычно ребра толщиной 1,0—2,5 мм и высотой 25— 40 мм при шаге 10—25 мм.. [c.73] Эффективность ребра. Уравнение (3-37) является математическим определением понятия эффективность ребра . Поскольку система передачи теплового потока может быть Произвольной, требуется обсудить два определения эффективности ребра 1) эффективность относительно основания площади ребра в случае его отсутствия 2) эффективность относительно такого же ребра с бесконечной теплопроводностью. [c.73] что уравнение (3-37) относится к первому типу. В качестве иллюстрации ниже приводится выражение для обоих видов эффективности простого прямоугольного ребра. [c.73] В уравнениях (3-38)—(3-41) г)—эффективность относительно площади основания и Ф—эффективность относительно такого же ребра бесконечной теплопроводности. [c.73] Очевидно, что (2у х) имеет бесконечно большие величины у конца ребра (л = 0), и поскольку температура физически не бесконечно большая в этой точке, то коэффициент В для этого члена должен быть равен нулю. [c.75] Избыточная температура на вершине ребра , = 0,277 1. [c.77] Отношение толщины ребра треугольного сечения к толщине ребра прямоугольного сечения ери одинаковом тепловом потоке равно 1,31 отношение площадей поперечных сечений равно 1 1,44. Следовательно, три использовании ребер треугольного сечения можно сэкономить 44% материала. [c.77] Ребро с MHHHMaAbHbiM весом (Л. д, 10]. Теперь интересно определить, какова оптимальная форма, сечения ребра, имеющего наименьший вес при заданной величине теплового потока. Очевидно, что каждая часть такого ребра должна использоваться с одинаковым к. п. д., т. е. удельный теплозой поток должен оставаться постоянным по всему сечению ребра. Доказательство этого положения было дано Е. Шмидтом. [c.78] Числитель и знаменатель дроби в правой части уравнения имеют постоянную величину. [c.78] Тот факт, что контур сечения ребра минимального веса образуется дугами окружности, был -впервые обнаружен Ф. Вейнигом. Необязательно ребро должно иметь бесконечно малую по тонкости вершину, как показано на рис. 3-12. Для построения контура сечения ребра с постоянным тепловым (ПОТОКОМ можно использовать любую часть окружности, как показано пунктирной линией на рис. 3-12. Разница в весе ребра с такими вогнутыми поверхностями и ребра треугольного сечения очень мала. Так как в производстве легче получить ребра треугольного сечения, то такое ребро практически можно считать наилучшим. [c.79] Вернуться к основной статье