Оглавление:
Экспериментальные данные и расчетные формулы для теплоотдачи в условиях вынужденного ламинарного течения
- Поток в трубе. Теоретическое решение задачи Граца-Нуссельта предполагает распределение скоростей, соответствующее строго ламинарно-стабилизированному течению. Под влиянием теплопередачи. Однако необходимыми условиями для этого являются физические константы и независимость температуры. С другой стороны, физические константы фактической жидкости, и Во многих случаях характеристики вязкости сильно варьируются в зависимости от temperature. In кроме того, в теплообменнике в большинстве случаев участки гидродинамической стабилизации и термостабилизации совпадают.
Только конструкция теплообменника не предусматривает безнагревательного подводящего участка, который плавно переходит на поверхность нагрева. Однако, как указывает приводимый Если оценки невелики, то влияние процесса гидродинамической стабилизации часто игнорируется. По Шиллеру, стабилизирующее сечение потока Хагена-Пуассона в трубе Основываясь на теории Граца-Нуссельта, термически стабилизированная область стабилизированного ламинарного потока может быть найдена в виде уравнения 66а. 0.05 предст.
Можно заметить, что с повышением температуры все большая часть общего теплового излучения падает на длиньи волн види-мой части спектра. Людмила Фирмаль
Длина стабилизирующего участка определяется при условии, что на его конце достигается постоянное значение коэффициента теплоотдачи а с точностью 1.At более высокое значение Число Прандтля, например Pr 100, составляет лишь часть длины участка термостабилизации. Что еще более важно, эффект вязкости изменяется с температурой, так как он может значительно деформировать профиль скорости. Тоже фигура. 89 и 90 показывают этот эффект Согласно расчету Шу, для плоской пластины это соотношение равно 1 1 8 или 1 8.Аналогичное соотношение ожидается и для труб.
Качественные фотографии от Kraussold g Рисунок 2 93.Поэтому следует учитывать, что коэффициент теплопередачи в случае охлаждения и нагрева не совпадает. Вопросы Температура содержит физические константы, содержащиеся в критерии. Для учета влияния направления теплового потока Зидер и Тейт вводят дополнительные аргументы 0 и 2.Индексы, основанные на собственных измерениях и других данных Исследователи предлагают значение n 0.14.In кроме того, обследованные интервалы изменения пропорций охватывают от 0,004 до 14 областей. Условие Chk Ch t 1 соответствует охлаждению, условие 1- Отопление liquid.
To объединив законы процесса теплопередачи, Зидер и Тейт использовали результаты теории Граца-Нуссельта. Критерий Nu не зависит от каждого из аргументов Re. Pr, LD, и их продукты Nu Re Pr D L. Наконец, мы получили следующее уравнение для среднего значения эталонной длины трубы Nu: Где Л4шр-количество жидкости на единицу площади, например кг мг времени, F Tcd2, 4 — площадь поперечного сечения 4. Коэффициент теплопередачи a, представляющий собой среднее значение длины L, отсчитанное от входного сигнала, определяется из приведенной выше формулы в виде: Обработка балансовых уравнений Стэнтон дает критерий Св. Ну предст.
Таким образом, формула 109 может быть представлена в виде: Эта форма особенно важна для обработки данных опыта. И вместо тепла—среднее арифметическое Между 0 и U, вы должны использовать srs11pe. 1 логарифмический. За длинные трубы, за то, что b t 6—9i, отношение 0r-Hfi стремится к пределу 2, который не может быть превышен. Следовательно, формула 110, а следовательно, и Формула 109 Он действителен до тех пор, пока Эта форма уравнений сеялки и Тейта показана на рисунке 2. 94.In кроме того, на том же рисунке показана очень хорошо аппроксимированная теоретическая схема уравнения торговли—нуссельта.
Как работает интерполяционная формула Можно также использовать уравнение 112 для определения среднего значения коэффициента теплопередачи по длине L. Крауссольд ранее предложил уравнение Число Здесь необходимо использовать C 15 для нагрева жидкости, а C 11.5 для охлаждения. Эта формула используется для расчета значений RePr в диапазоне от 5000 до 40 000、 От 100 до 400.Выбор определенного значения числового коэффициента определяет границы возможных изменений физических констант. Таким образом, уравнение является наиболее надежным в следующих случаях: Условия, аналогичные испытанным в эксперименте, то есть условия вещества, сходного по свойствам с вязкой нефтью.
Если вы хотите ограничить, и—0, и аналогично Независимость физических констант от температуры. Если число Nu является полностью уникальной функцией RePr и DIL, то рассматриваемое уравнение не приводит к уникальному результату. Например, в случае формулы 111 это так. На фиг. 1, фиг. 94 показаны линии L D 250 2, 1 соответствует случаю охлаждения, а 1 соответствует случаю нагрева. Из следующей теории Граца-нуссельта уравнение 111-113 было получено в предположении, что коэффициент теплопередачи в стабилизированной области зависит только от RePr.
Стабилизированный поток пузара и число ну, соответственно, должны зависеть не от кинематической вязкости t, а от участка гидродинамической стабилизации Внутри теплообменника вязкость h или, соответственно, ссылка Прандтля Ргма получает значение независимой переменной. Это секция гидродинамической стабилизации Сила инерции и вязкость-это величина одинаковая order. As уже установлено, что если число Прандтля велико, то участок гидродинамической стабилизации равен Построена только часть секции термостабилизации. Теперь нам нужно найти причины, по которым результаты измерения могут быть отображены в формате Nu RePr.
Должен Однако следует отметить, что рассеяние обычно больше, чем ожидалось из-за роли таких исследований, проводимых очень тщательно. На основе эксперимента, Бем предлагает уравнение. Определите критерий нуссельта только по числу Pr, C должно быть между 17.4 и 20.55.Это исправление не введено Bem. Уилер и Тейт. Мы также анализируем уравнения, которые включают Re и Pr в разной степени Эта зависимость в конечном итоге воспроизводит экспериментальные данные почти с той же точностью, что и искомая формула 111. Поэтому, если участки гидродинамической стабилизации и термостабилизации совпадают при отсутствии слишком большого числа ПРС, можно считать, что существует область L-D величины.
В PR и re, необходимо принимать различные индикаторы. Это предположение используется в случае плоской пластины. Это подтверждается строгим решением Польгаузена. При формальном введении диаметра трубы в качестве характерного размера、 PR и экспоненциально эта формула совпадает с уравнением 111; коэффициент D L 0.5 был также получен Крауссольдом и всеми моими. Результат Re0. 5, т. е. W 0 5 Тогда это не было подтверждено ни одним из назначенных исследователей. Это можно объяснить разницей в геометрических характеристиках цилиндрической стенки и плоской plate. As последнее средство Формула Re0 5 может быть верна для малого значения L D, то есть 8О1 3-толщина границы layer.
Именно эта сфера в последнее время вызывает особый интерес. Часть теплообменника новейшей конструкции является технологически гидродинамической, так как имеются многочисленные завихрения в направлении плоскости теплообмена по всей длине.、 Термически нсстабплизиропан-1юм ржжимс. Приведенное соответствие результатов, полученных в секции стабилизации, трубам и процессам, происходящим на плите, подтверждается. Кармайн и Трэверс экспериментируют. Труба нагревается 5 Z. результаты этих авторов по ламинарному течению воздуха в D 63 хорошо согласуются с теоретическим решением полхаузена для плоских пластин. Теоретический анализ этого случая, данный Эретом и Ханеманом, еще не был проведен.
Эта работа, по аналогии с Шиллеровским методом g, разработана в связи с участком Для ламинарного течения и гидродинамической стабилизации трубы, теплового пограничного слоя допустим температурный профиль, удовлетворяющий условиям стенки и оси трубы. Кроме того, в условиях полной термической и гидродинамической стабилизации профиль должен превратиться в предельное определение, удовлетворяющее решению Граца- Нуссельт Ну-3.65.Если начало гидродинамического участка и участок термостабилизации совпадают, то следует различать следующие области течения: И оба процесса стабилизации не завершены.
- Гидродинамический пограничный слой не влияет на ядро потока, в котором наблюдается равномерное распределение скоростей. Внешний. Поддерживается входная температура 0 теплового пограничного слоя. B гидродинамическая стабилизация завершена, но термическая стабилизация-нет. Согласно Шиллеру, существует безразмерное закрытие длины, на расстоянии от входа, определяемом Re 0.02875. Гидродинамический пограничный слой на оси трубы устанавливает параболический профиль в соответствии с Хагеном-Пуазейлем.
Температура теплового ядра в потоке не изменяется и равна 0°.Больше, чем Чем больше значение численного Pg, тем больше длина участка термостабилизации E p b. DRe PRL. Оба стабилизационных процесса завершены. После того, как термический пограничный слой также распространяется на ось трубы, устанавливается окончательное распределение температуры、 Это приводит к предельному значению интенсивности теплопередачи по Грацу-Нуссельту, согласно принятым допущениям.
Закон Планка для интенсивности монохроматического теплового излучения абсолютно черного тела в направлении нормали имеет следующее математическое выражение. Людмила Фирмаль
Как определить длину тепла Для стабилизации Эрет и Ханеман получают формулу аппроксимации для Pr 20 Коэффициент теплопередачи в областях а и в следует отнести к разнице между постоянной температурой стенки 0 м и входом — Локальная температура до неизвестной температуры естественной трубы po для быстрого определения количества тепла Q, передаваемого в определенном участке трубы、 Граф, показанный на рис ３。 95.Ордината-это значение Где Q-искомое количество тепла Q МКБ a, — 0. Время как около 2 months. It представляет максимальное количество тепла, которое может быть передано при all. To определить По формуле Q, c.
Поскольку вся масса жидкости нагревается от начальной температуры 0 до температуры стенки, необходимо указать все величины, необходимые для расчета как численного значения, так и пр. Значение Q легко вычислить、 Для области а на фиг. Для 95, то есть для областей, где имеют место гидродинамическая стабилизация и термическая стабилизация, Elsa обеспечивает упрощенную зависимость. Он берет за обоих Скорость пограничного слоя, закон линейного изменения температуры и локальное значение критерия нуссельта Ну Reft5Pr 0.289 — Следовательно, для среднего значения числового Nu. Начиная с входа, труба L.
Выражение извлекается Одна тысяча сто шестьдесят шесть Кроме того, как и в летнем корпусе, ему присваивается разность 0°расхода. В рамках критериев. Формула 1166、 Тепловой коэффициент между Эретом и Ганеманом, температура 0-й стенки и температура ядра Re, вводится со средней скоростью Представлен в Форма Можно нанести на карту область а на фиг. В этом случае он будет достаточно точно соответствовать линиям, нарисованным на чертеже. Формула 116a также поддерживается. Кей, Кинен и МакАдамс эксперимент 3.
Подводя итоги для теплопередачи в ламинарном потоке в трубе, лучшим способом до сих пор является уравнение 109 Зидера и Тейта, выведенное на основе большого количества экспериментальных данных. Это примерно согласуется с теорией Граца-нуссельта, которая построена для ограничительного случая температурно независимых физических констант и полностью стабилизирована. Ламинарный поток. Уравнение Хаузена 112 обеспечивает правильное приближение теоретического значения. Теплопередача в первом участке трубы в проточном состоянии одновременно Гидродинамическую и термическую стабилизацию теоретически исследовали Эрет и Ганеман, с одной стороны, и Эльзер-с другой.
Все уравнения в этом разделе действительны только Для чистого ламинарного потока, то есть для Re тоже v 2300.Физические константы во всех случаях относятся к средней температуре жидкости. b. влияние естественной конвекции на вынужденную motion. At относительно низкая скорость типичная ламинарного течения, передача тепла повлияна на мимо: Свободное перемещение путем подниматься force. At в то же время в качестве новой переменной была введена ссылка Grashof GI gH3 Dw-Dfi 2. 3. на следующем входе, влияние стандарта GR горизонтальной трубы появится только с большим diameter.
Случай вертикальных труб, эффект естественной конвекции Более вероятно, что Уотцингер и Джонсон1 исследовали нисходящее движение воды в вертикальной трубе при охлаждении экспериментальной секции 0-20 и выделили следующие области Для. Здесь главную роль играет свободная конвекция. Смотрите страницу LLC. Показатель степени w означает, что физическая постоянная связана с температурой стенки. Для Кроме того, норма связана с температурой, определяемой Ураном Это также может быть принято. Для Re 4600 нормальное уравнение турбулентного теплообмена справедливо без учета эффектов естественной конвекции.
Следуя предложению Колберна 2, в Gr 25000, за которым следуют Зидер и Тейт 3, необходимо ввести поправочный коэффициент справа от уравнения 111 В этом случае физическая постоянная связана с температурой S, как в уравнении 111.Такая постановка вопроса представляется неудовлетворительной. Потому что、 Естественная конвекция не имеет абсолютно никакого отношения к расходу W. то есть к критерию Re. Таким образом, предложение Хана и Османа, согласно формуле 119, будет заменено формулой Вы можете получить более точную картину. Здесь физическая постоянная также связана с температурой 9i пт—j 2.Формула 120 получается по всей горизонтальной трубе.
Разница Анализ проблемы методом теории подобия привел нас к 218-страничному случаю функциональных соотношений В общем и целом На основе формулы 45 можно построить отношения Следует ожидать, что некоторая зависимость между этими величинами будет характерной мерой эффектов естественной конвекции. Кирш-Баум 1 опубликовал отчет о новом эксперименте Вертикальная длина трубы 1,5 м, внутренний диаметр 30 мм при нагреве Жидкость. Результаты, полученные с водой, показаны на рисунке 2. Для экспериментальной кривой, связанной с вертикальным движением 9G, предложено уравнение Полученное уравнение переделки Для стабильного турбулентного потока.
Значение функции Gr Re в диапазоне скоростей, удовлетворяющем экспериментальным условиям w 2.0-0.01 GSS, можно получить из кривой на рис. 96. c. вертикально модернизированная плита. Теоретическое решение Польгаузена было вновь подтверждено экспериментами Якоба и Дов2, которые исследовали теплообмен продольно обтекаемых труб. При диаметре 3-45 мм в воздушном потоке с расходом 33 м sen получается следующее уравнение: С другой стороны, численный коэффициент теоретического решения равен 0,664.Такое очень удачное совпадение объясняется главным образом тем, что исследуемый орган Имелась неотапливаемая круглая головная часть, длина которой составляла 0,1-0,6 от общей длины.
Это позволило нам избежать заклинивания входа перед передней кромкой. Кривизна Очевидно, что корректирующая поверхность, перпендикулярная Потоку, была неэффективна, поскольку радиус кривизны был больше толщины границы layer. By стандарты Введите уравнение 123.Вязкость связана от X до 9.Неотапливаемые головные части включены в расчетную длину. Другие исследователи-Эллиас, Фейдж и Фолкнер 4-также подтвердили теоретическую формулу для случая воздушного потока. Более высокие значения отсчета Nu получаются, если острая передняя кромка вызывает возмущения и влияет на развитие ламинарного пограничного слоя. Для жидкости к-р В условиях ламинарного течения экспериментальные исследования неизвестны.
Продольно обтекаемый цилиндр со значением 4x y в качестве новой характеристики, Если толщина пограничного слоя больше радиуса тонкой проволоки Ли. Коэффициент воздуха 1 0,575, согласно Северну и скреплению、 Где x-расстояние от передней кромки, Rex Wx i. Nu ctxX.
Смотрите также:
