Оглавление:
Конвективная теплоотдача в трубах круглого сечения
- Ламинарный поток. Теоретические уравнения, предложенные в главе о теплопередаче в ламинарном потоке, были успешно использованы в тех случаях, когда градиент температуры недостаточно велик, чтобы существенно повлиять на свойства жидкости. Результаты этих выводов строятся в виде локального числа нуссельта N11 *, содержащего локальный коэффициент теплопередачи ah(рис. 24.
Средний коэффициент теплопередачи, основанный на средней арифметической или логарифмической разности температур, рассчитывается с использованием локального коэффициента в качестве движущей силы и показан на рис.24. 4.Для постоянной температуры стенки, если число Грет меньше 5 (например, из-за низкой скорости или большой длины трубы), число нуссельта приблизительно равно Это соответствует предположению, что жидкость на выходе достигает температуры стенки. Если больше 10, то число нуссельта выражается в Формуле (24. 29) приблизительно. Зидер и Тейт-это уравнения, которые учитывают влияние температуры и вязкости, вводя коэффициент ( — ) (24. 29).Где Р-вязкость при температуре стенки.
Как мы увидим далее, это слишком упрощенная картина гораздо более сложного процесса, однако она объясняет основные явления и обладает преимуществом исчерпывающей ясности. Людмила Фирмаль
Остальные свойства, включая Р, берутся при средней температуре потока. Приведите уравнения Зидера и Тейта к безразмерной форме(24. Тридцать） Н 10 10 = 1.86 Формула (24. 29) и действует в рамках того же лимита. Приведенная выше формула, как это часто бывает, может быть применена, когда температура стенки трубы одинакова по всей длине 1 официальным и отличным источником данных по теплопередаче является учебник Макадамса[108]. С конденсатором.
Мы обнаружили, что ваша система с 24 ламинарными потоками и постоянным тепловым потоком через стену также будет проанализирована. Такое состояние наблюдается при постоянной разнице температур по длине теплового потока exchanger. In в этом случае данные на рисунке составляют 24.3. Turbulence. To объясните процесс теплопередачи, приведены 3 известных уравнения. Все они относятся к полностью развитому турбулентному движению жидкости (газа), которое составляет Pr> 0,7.На трубы > 60, входной эффект незначителен. Однако если вы используете уравнение (25.1) и таблицу для расчета зоны входа отдельно, то уравнение может быть применено к короткой трубе. 25.1.
Первое рассматриваемое уравнение-это Диттус и Болтер equation. In в этом уравнении все свойства жидкости (газа) связаны со средней температурой потока. 0,3 или 0,4 (26.4） Это уравнение представляет собой процесс теплопередачи при нагревании жидкости (газа), когда индекс шага числа Прандтля равен 0,4, и когда индекс равен 0,3, при охлаждении жидкости (газа).По-видимому, это различие является результатом влияния температуры на вязкость одностороннего подслоя.
- Уравнение(25.30) показывает, что толщина этого слоя пропорциональна вязкости жидкости (газа). Из 2-х систем с одинаковой жидкой (газообразной) турбулентностью при одинаковой температуре нагретая система имеет более высокую температуру слоистого подслоя, чем охлажденная one. So, жидкий подслой нагретой системы будет тоньше, а коэффициент теплопередачи будет выше, чем у охлажденной системы. Так как число Прандтля большинства жидкостей больше 1, то увеличение индекса формулы (26.4) приводит к увеличению a. In в большинстве газов число PR близко к 1, и оно почти не зависит от температуры, поэтому размер индекса PR не играет большой роли.
Это обстоятельство можно объяснить тем, что тепловое сопротивление подслоя остается практически постоянным, так как вязкость и теплопроводность газа возрастают с увеличением температуры примерно с одинаковой скоростью. Другим известным уравнением является уравнение Колборна. Учитывая, что показатель степени с числом Прапптла в выражении (26.4) равен 0,33, после деления обеих его частей на Pr、 Но… БК ^ ср. 0,023 (^ 1） −0.2 (26.5)） Каждая часть уравнения (26.5) будет равна ранее указанному значению in/ i. свойствам жидкости присваиваются среднее арифметическое стенки и температура жидкости.
Температурный градиент заметен лишь в сравнительно тонком слое у самой поверхности стенки, тогда как на больших расстояниях от стенки в большинстве случаев существуют только незначительные разности температур. Людмила Фирмаль
Зидер и Тейт предложили уравнение теплопередачи турбулентного движения (26.6).Это включает в себя коррекцию вязкости, аналогичную той, которую они предложили в случае теплопередачи движения ламинарного потока. Это уравнение учитывает влияние температуры и вязкости более точно, чем уравнения ДИТ-Вольтера и Колборна, которые важны для жидкостей порядка числа Прандтля 10. а ^ У’ч ’н-А0′ 14 = 0,023 г — ^ бо-Г0 ′ 2. (26.6） ucCp \ х)\ п / \ п / Все свойства жидкости в последнем уравнении связаны со средней температурой потока, за исключением количества р, которое должно быть получено при средней температуре стенки.
Физические свойства воды при 37,8°с: 2 = 982 кг / м3; Cf = 0.998 ккал / кг * град; C = 0.68-10″ 3кг / м * с; Х = 0,542 ккал / м * ч-град. Внутренний диаметр трубы составляет 22 мм. 0.022-2.1-982_ 0.68-у » 3 0.998-0.68 −10〜3•3600 _、 0,542 из сконденсированного пара такое же значение как коэффициент передачи тепла к воде. Если пренебречь разницей температур между стенками меди, то ее средняя температура составит 93,3°С. Поэтому, чтобы применить формулу Колборна, нужно знать физические характеристики воды при 65,6°С. Эти свойства: in = 978 кг / м3 ’、 Cf = 1,00 ккал / кг * град; Р = 0,43•10 ″ 3кг / м * с; X = 0,565 ккал / м * ч * град 、 0.022•2.1-978 0.43•10 ″ 3 = 103000; 1,00. 043. 10 -«.
Три тысячи шестьсот 0.565 Если подставить эти величины в уравнение (26.5)、 а= 3600•0.023•2.1•978•1.00•（103 000） ’0.8。 (2.75) » 7•= — л = 10.06•1.96 = 8500 ккал / м2-час-град. c. в уравнении Седера-Тейта (26.6) физические свойства связаны со средней арифметической температурой жидкости. Уравнение можно свести к следующему виду: −2 ^ — = 0,023 ′ — ’ Pg0 ’33 (- I -) 0′ 1 *; Как и раздел (a), Be = 67 700, Pr = 445. Р = 0,68-10 ′ 8 кг / м-с; Р8 связан со средней температурой стенки, равной нам. Поскольку мы уже определили 93,3°C, p8 =-0.304-10〜8 кг / м-сек.
Смотрите также:
