ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплоотдача в трубах из "Теплопередача" Аннотация. Глава разделена на четыре части. В первой рассматривается турбулентное течение в трубах. Механизм переноса количества движения и тепла иллюстрируется рис. от 9-1 до 9-4. Рис. 9-5 и 9-7 свидетельствуют об аналогии между переносом количества движения и тепла. Коэффициенты теплоотдачи определяются в зависимости от массовой скорости, физических свойств, длины и диаметра трубы. Приводятся расчетные зависимости и номограмма, а также иллюстрирующие примеры. Во второй части рассматривается ламинарное течение, в третьей— переходная область. В четвертой части разобрано течение в зазорах, слоевое течение под влиянием силы тяжести, течение в прямоугольных каналах и течение у плоских поверхностей. [c.279] Для решения задач, связанных с переходной областью (2100 10000), можно использовать рис. 9-21 и 9-22. [c.280] Для расчета турбулентного потока жидкости, движущегося вниз по вертикальным трубам в форме слоя, рекомендуется уравнение (9-37а), которое для воды превращается в уравнение (9-37) данные для расчета ламинарного течения приведены на рис. 9-26. Для ламинарного пленочного течения воды на внешней поверхности горизонтальных труб рекомендуется уравнение (9-38). Для турбулентного течения в прямоугольных каналах предлагается использовать уравнение (9-10 Ь), в котором О заменяется через данные для ламинарного течения приводятся на рис. 9-28. Для потока, параллельного изотермическим пластинам, при числах Рейнольдса (отнесенных к длине) менее 80 000 следует пользоваться уравнением (9-12а) при числах Рейнольдса (отнесенных к длине), превышающих 500 ООО, необходимо применять уравнение (9-41) данные для переходной области отсутствуют. Кратко рассматривается поток, направленный по нормали к пластине. [c.280] Введение. В промышленном теплообменном оборудовании многих видов имеет место теплообмен между поверхностью, обычно металлической или огнеупорной, и жидкостью, нагреваемой или охлаждаемой без испарения и конденсации. В качестве примеров из энергетической области можно привести котлы, пароперегреватели, экономайзеры, подогреватели и конденсаторы. В нефтяной промышленности, кроме таких жидкостей, как воздух, продукты сгорания, вода и пар, встречается множество различных веществ, начиная от газообразных углеводородов и кончая очень вязкими жидкостями, такими, как смазочные масла и асфальты. В других отраслях промышленности имеет место теплоотдача к расплавленным металлам и шлакам, кислотам и органическим жидкостям. [c.280] Между механизмами теплоотдачи в жидкостях, текущих турбулентно и ламинарно, имеется существенное различие. Следовательно, определенные факторы, как например, средняя скорость жидкости у теплоотдающей поверхности, в общем могут оказывать более сильное влияние на тепловой поток при турбулентном движении, чем при ламинарном. Другие факторы (такие, как длина трубы) при ламинарном движении часто имеют большее значение, чем при турбулентном. Поэтому эти два случая излагаются отдельно. В первую очередь рассматривается более распространенное турбулентное течение. [c.280] Трубы И Т. Д. В этой главе рассматривается главным образом теплоотдача при турбулентном течении жидкостей в относительно чистых гладких металлических трубах. Значение отложений шлака, накипи и тому подобных загрязнений на теплоотдающей поверхности зависит от толщины и природы отложений, а также от величины других термических сопротивлений. [c.281] Эти вопросы были изложены в гл. 8. Влияние шероховатости рассматривается на стр. 305. Ниже принимается, что теплоотдача путем излучения отсутствует или учитывается путем использования методов, изложенных в гл. 4. Иными словами, в данной главе рассматривается теплоотдача одновременно теплопроводности и конвекции в жидкости, текущей внутри труб, а также различные частные случаи теплообмена при течении жидкости параллельно поверхности нагрева. [c.281] Как было показано в гл. 8, такие задачи упрощаются, если общее тепловое сопротивление разделить на частные сопротивления между горячей жидкостью и трубой, в стенке трубы в отложении накипи и между стенкой и холодной лсидкостью. В настоящей главе в основном разбираются количественные зависимости коэффициента теплоотдачи Л между жидкостью и твердой поверхностью от различных факторов, влияющих на величину этого коэффициента. [c.281] 6 было указано, что при изотермическом турбулентном течении измерения, проводимые в направлении от стенки к ядру потока, указывают на присутствие у стенки тонкого подслоя с ламинарным течением, пограничного слоя, расположенного за этой ламинарной пленкой и, наконец, турбулентной зоны в основном ядре потока. Как для выяснения механизма теплоотдачи от стенки к жидкости, так и для исследования допущений, положенных в основу вывода теоретических зависимостей, которые характеризуют тепловые потоки от трубы к жидкости, значительный интерес представляют измерения скорости и температуры в потоке жидкости. [c.281] Жидкости. Локальные температуры в вертикальной плоскости, которая расположена поперек турбулентного потока воды, движущейся в длинной горизонтальной латунной трубе с внутренним диаметром 52 мм (обогреваемой конденсирующимся паром), измерил Вулфенден [99]. На рис. 9-2 представлен график зависимости отнощения локальной разности температур к максимальной от безразмерной координаты —. Опыт. [c.282] Механизм передачи тепла теплопроводностью и конвекцией в общем случае турбулентного движения является сложным. Для турбулентного потока воды, которая движется в горизонтальной трубе со средней скоростью, в пять раз превышающей критическую, радиальное распределение температур, как показывает рис. 9-2, было далеким от симметрического, что обычно не учитывается в полуэмпирических теориях теплоотдачи. [c.285] Для ламинарного подслоя ( д = 0) это уравнение превращается в уже знакомое уравнение для касательного напряжения. [c.286] В правой части уравнения (9-1а) выражение в скобках представляет собой сумму молекулярного и турбулентного коэффициентов переноса тепла подобное выражение в уравнении (9-2а) есть сумма кинетических коэффициентов молекулярного и турбулентного переноса количества движения. [c.286] После Рейнольдса аналогичные уравнения были предложены Прандтлем [81] (1910), Тейлором [89] (1916), Карманом [48] (1934, 1939), Гофманом [40в] (1940), Болтером и другими [6] (1941). Ниже рассмотрены наиболее современные разновидности этой аналогии. [c.287] При использовании уравнения Мартинелли, коэффициент трения определяется по зависимости от числа Рейнольдса, представленной в виде графика (рис. 6-11) отношение коэффициентов переноса определяется в функции чисел Рейнольдса и произведения чисел Рейнольдса и Прандтля (табл. 9-1) отношение перепадов температуры определяется в зависимости от значений чисел Рейнольдса и Прандтля (табл. 9-2) . [c.290] Таким образом, задача определяется тремя критериями Стэнтона, Рейнольдса и Прандтля или же Нуссельта, Рейнольдса и Прандтля. [c.291] Развитие теоретических представлений затрудняется из-за отсутствия данных по коэффициентам турбулентного переноса и по влиянию температурного поля на поле скоростей. Для того чтобы подвести под эти аналогии надежные физические представления, необходимо выполнить обширную программу иссле дований. [c.292] Для расчета к в трубах использовалась аналогия Мартинелли. Максимальное отклонение измеренных значений и от расчетных составляло 45%. [c.295] Форма двух последних уравнений, как указывает Кольборн [14], по сравнению с уравнением (9-10а), имеет некоторые преимущества. [c.301] Наибольшее расхождение наблюдается при малых числах Прандтля. Однако значительные отклонения имеются и при больших числах Прандтля. Значения / для гладких труб при расчете /д определялись по уравнению (9-6). [c.303] Вернуться к основной статье