Вынужденная конвекция. При вынужденном движении теплоотдача конвекцией зависит главным образом от характера движения (ламинарное или турбулентное) и скорости.
При вынужденном движении теплоотдача конвекцией зависит главным образом от характера движения (ламинарное или турбулентное) и скорости.
В связи со сложностью явления эмпирические обобщения процесса теплоотдачи конвекцией при вынужденном движении можно сделать только для каждого отдельного случая.
Теплоотдача при движении газа (жидкости) в трубах. Этот вид теплообмена весьма обстоятельно исследован М.А. Михеевым и другими учеными. Эмпирические расчетные выражения в этом случае получены как для случая» когда температура стенки трубы выше температуры жидкости (Тст>Тж, нагрев жидкости), так и для случая охлаждения жидкости, когда Тст<Тж. Так (при 1<Pr<100)
Эмпирические выражения этого типа могут быть использованы для практических расчетов. Критерии вычисляют для средних значений температуры среды. Формула применима для труб любого сечения; в качестве определяющего размера следует выбирать диаметр для круглых труб или эквивалентный диаметр (для некруглых труб).
Теплоотдача при обтекании труб. Различие в значениях а при продольном и поперечном обтекании труб, а также при коридорном и шахматном расположении труб обусловлено режимами движения потока среды, омывающей трубы. В частности, следует отметить, что степень турбулизации потока при входе в трубный пучок с шахматным расположением труб больше, чем при входе в пучок с коридорным расположением труб. Кроме того, на величину a оказывает влияние направление теплового потока (от протекающей по трубе среды к стенке трубы, или наоборот), вид трубного пучка (прямые трубы или змеевики), угол атаки, т. е. угол между осью трубы и направлением потока среды, и другие факторы.
Теплоотдача в случае одиночной трубы при поперечном обтекании ее потоком. Этим вопросом занимались М.А. Михеев, Л.С. Эйгенсон и др.
Применительно к круглой трубе для определения величины a может служить формула
где С и п — постоянные коэффициенты; e — поправка на угол атаки, значения которой следующие:
| Угол атаки | ||||||||
| град | ||||||||
| e | 0,57 | 0,60 | 0,69 | 0,80 | 0,92 | 2,3 | 1,2 | 1,0 |
Значения коэффициентов С и п в зависимости от критерия Rе приведены ниже:
| Re | 1×102 – 5×103 | 1×103 – 5×104 |
| C | 0,59 | 0,197 |
| n | 0,47 | 0,60 |
Теплоотдача при обтекании пучка труб (рис. 25 и 26). В промышленной практике теплоотдача при обтекании пучка труб встречается часто в паровых котлах, теплообменниках, регенераторах, рекуператорах и т. п. Применяется коридорное и шахматное расположение труб в пучке. Для случая охлаждения потока предложены следующие расчетные выражения:
коридорный пучок
шахматный пучок при 
где h1, h2, h3 — поправочные коэффициенты, учитывающие влияние шага по ширине и глубине и числа рядов пучка, значения которых следующие:
В случае нагревания потока коэффициенты теплоотдачи следует умножить на коэффициент, учитывающий влияние температурного фактора
где Тги Тст— температуры газового потока и стенки трубы, К.
Теплопроводность
Дата добавления: 2015-11-10; просмотров: 2009;