Конвективный теплообмен через зернистый слой

При расчете коэффициента теплообмена через зернистый слой применяется уравнение В.Н. Тимофеева при 20<Re_ж<200

Nu_ж=0,124Re_ж×Pr^0,43 (2.28)

при Re_ж>200 Nu_ж=0,711Re_ж^0,67×Pr^0,43 (2.29)

Или же уравнения при 20<Re_ж<200

Nu_ж=0,106Re_ж (2.30)

при Re_ж >200 Nu_ж=0,61Re_ж (2.31)

Пример 2.10 Слой яблок охлаждается потоком воздуха. Средний размер яблок d=45 мм. Температура воздуха, входящего в слой =0°С, выходящего из него - =20°С. Скорость фильтрации w=0,6 м/с.

Определить коэффициент теплообмена a от поверхности яблок к воздуху.

Решение. По приложению А таблица А1 определяем теплофизические параметры воздуха при средней температуре 2=(0+20)/2=10°С.

l_ж=2,51×10^-2 Вт/(м×К); g_ж=14,16×10^-6 м²/с, Pr_ж=0,705.

Критерий Рейнольдса .

по (2.31) Nu_ж=0,61Re^0,67=0,61×(1779)^0,67=91,82

Вт/(м²×К).

Пример 2.11 Слой гравия охлаждается водой. Средний размер частиц d=27 мм. Температура воды входящей в слой гравия 5°С, а выходящий из него =20°С. Поверхностная плотность теплового потока q=2000 Вт/м². Средняя температура поверхности частиц 25°С. Определить скорость фильтрации.

Решение. По средней температуре воды 2=(5+20)/2=12,5°С по приложению А таблица А5 определяем теплофизические свойства воды l_ж=57,95×10^-2 Вт/(м×К); g_ж=1,246×10^-6 м²/с, Pr_ж=9,05 при t_ст=25°С Pr_c=6,22.

q=a(t_c-t_ж); Вт/(м²×К).

Число Нуссельта .

Предполагая, что Re_ж >200 по (2.29) находим число Нуссельта Nu_ж=0,711Re_ж^0,67×Pr^0,43. Число Рейнольдса

.

Re=40,66^1/0,67=252,19; м/с.

Задача. Слой зерна после сушилки охлаждается воздухом, средней размер зерна d=8 мм. Температура воздуха входящего в слой зерна 5°С, выходящего из него 20°С. Скорость фильтрации 0,5 м/с. Определить коэффициент теплоотдачи от зерна к воздуху.