Оглавление:
Теплообмен при поперечном омывании одиночной трубы
- Теплообмен при поперечной очистке одной трубы /. Рисунок 27-5 Рисунок 27-4 Процесс теплопередачи с поперечным потоком жидкости, который очищает одну круглую трубу, характеризуется многими особенностями. Плавная и непрерывная очистка поверхности круглой трубы наблюдается только при Re <5 (рис. 27-4).
При больших значениях Re условия для очистки передней и задней половины трубы являются идеальными. L Разное (рис. 27-5). Ламинарный пограничный слой, образованный в передней части трубы вблизи вертикального диаметра, отделяется от ее поверхности, а на корме образуются два симметричных вихря. Если 45-47% от
фронта или угол <р = 80-85 °, пе находится в вихревой. Чем выше скорость потока, тем больше угол = 0) толщина пограничного слоя минимальна, поэтому значение коэффициента теплопередачи максимально. По мере движения жидкости вдоль
оверхность трубы очищается непрерывным потоком жидкости, а все остально Людмила Фирмаль
поверхности толщина пограничного слоя увеличивается и достигает максимума на экваторе. Это примерно соответствует точке отрыва пограничного слоя (рис. 27-6). Из-за увеличенной толщины границы 1,8 1,6 1,4 1,1 1,0 0,8 0,6 0, М 0,2 CL 2 • 10b велико, теплообмен круглых труб недостаточно изучен, и наши знания о вихревых полосах очень
ограничены. ~ Исходя из приведенных выше результатов, теплопередача вокруг одной трубы в поперечном потоке тесно связана с характером очистки ее поверхности, скоростью и направлением потока жидкости, температурой и диаметром трубы, направлением и степенью теплового потока. Оптимизация через ^
поток и т. Д. В зависимости от внешних объектов, которые меняются Все эти моменты показывают сложность теоретического решения этой проблемы. • ». •; Детальное экспериментальное исследование проводного и трубного теплообмена в боковом потоке воздуха, воды и трансформаторного масла. Сделано А. Жукаускасом Он также
- использовал экспериментальные работы других авторов. В результате обобщения всех данных было получено аналогичное уравнение, позволяющее определить средний коэффициент теплопередачи по окружности одной трубы. • r •. Когда ReM.jrf = 5, -SО3 , ». NS) Kt4l = 0,5 Ret.5 * Pr ° o и (Prz / Prst> 0; 25;. ■ (27-15) Для воздуха. — NTi, Ktrf = 0,43Re ^. , (27-16) ■: • / •. .. •••• — Для Re> K I-U3-2- ‘»‘ • d = 0,25 Re» .r> rf Prg 38 (Prw7Pr (.T) 0,25; В Для воздуха , Nu) t {i (/ = 0,2I6Re «.6d- (27-17) (27-18) При расчете показателей сходства внешний диаметр трубы
используется в качестве определяющего линейного размера, а средняя температура жидкости используется в качестве определяющей температуры. Скорость присваивается узкому участку канала. Приведенная выше формула действительна для цилиндра, перпендикулярного направлению потока. Когда угол атаки составляет φ <90 °, коэффициент теплопередачи \\> = 90 ° необходимо умножить на поправочный коэффициент e ^, полученный из
таблицы. 27-3 и = е ^ назад0. «*. Таблица 27-3 Значения для одной трубы e ^ Город 90 80 70 60 50. 40 30 20 10 n 1 1 0,98 0,95 0,87 0,77 0,67 0,6 0,55 §27-7. Теплообмен при очистке пучка круглых труб сложная гидродинамическая схема очистки одной трубы становится еще более сложной. Теплообменник собран из круглой трубы и пучка промывок. Рис. 27-7 „ Боковой поток
поперечной очистке пучков труб. При Людмила Фирмаль
жидкости широко используется в технике. В основном используются два типа расположения труб в связке: проход (рис. 27-7, а) и шахматная доска (рис. 27-7, б). Характеристики пучка труб следующие. Наружный диаметр, количество рядов трубок относительно движения жидкости и n «относительных шагов (отношение расстояния между осями трубок к внешнему диаметру
трубки вдоль ширины пучка равно отношению sjd, Соотношение между расстоянием между осью колонны и наружным диаметром трубки составляет -s2 / d). вы. Кроме того, если в канале возникает турбулентность, она также будет турбулентной в пучке труб, и пучок труб является очень хорошим устройством турбулентности, увеличивающим степень турбулентности на ряд. Если структура потока в канале перед балкой является ламинарной, то в зависимости
от количества Re в пучке труб могут быть как ламинарные, так и турбулентные потоки жидкости. , » Если значение Re <1 • 10 * мало, области ламинарного потока также могут быть сохранены в пучке труб. Как правило, тепловая турбулентность возникает в теплообменниках. Однако даже в случае турбулентности теплообмен
внутри пучка определяется различными законами. Изменение закона теплообмена связано с появлением на трубке пучка турбулентного пограничного слоя, который может появиться в Re «1 • 10е. При Re = 1 • 105 фронт трубы очищается ламинарным пограничным слоем, корма находится в вихре, а жидкость в кольцевом пространстве турбулентная. Этот режим называется смешанным режимом движения жидкости. Этот режим в настоящее время является
наиболее изученным, что соответствует значению Re = 1 • 103-1 • 105. Независимо от положения труб в пучке, очистка труб в первом ряду на самом деле не отличается от очистки одной трубки, а зависит только от начальной турбулентности потока. Схема очистки следующего ряда труб в обоих пучках различна. При расположении в коридоре любой ряд труб заслоняется соответствующими трубами предыдущего ряда, что ухудшает очистку передней части, и большая
часть поверхности трубы становится слабым вихрем. При расположении шахматной доски трубы некоторые трубы не блокируются другими трубами. В результате коэффициент теплопередачи шахматной балки при тех же условиях выше, чем в коридоре. На рис. 27-8, a и b показано изменение локального коэффициента теплопередачи вокруг трубы в зависимости от угла (p в первом и последующих рядах 7 коридоров и шахматных балок,
измеренных от передней части трубы Угол cp, где a — среднее значение коэффициента теплопередачи вокруг труб в разных рядах, а af — его локальное значение. Учитывая кривые (см. Рис. 27.-8, a и b), коэффициент теплопередачи af ряда передних шахматных трубных массивов (когда 2 га = 1.12. При расчете подобия средняя температура жидкости — это температура измерения, скорость жидкости самой узкой части серии — это скорость измерения, а диаметр трубы — это размер измерения. Эта формула действительна для всех капельных
растворов и газов. Значение коэффициента теплопередачи для первого ряда труб определяется умножением коэффициента теплопередачи третьего ряда на поправочный коэффициент e1 до = 0,6. Для второго ряда шахматных балок — e2 = 0,7, коридорная балка e2 = 0,9. Среднее значение коэффициента теплоотдачи всего пучка при ts-1 Ом определяется по формуле усреднения. (27-21) OS1 + 4 + «tfg-f … -fggfn Где alt a2, …, an — средние коэффициенты теплопередачи
отдельных рядов труб. Flt F2> Fn — поверхность нагрева каждого ряда. Когда пучок трубок очищали принудительным потоком жидкости под углом ty <90 °, поправочный коэффициент ef | был взят из таблицы к коэффициенту теплопередачи пучка трубок при φ = 90 °. 27-4, то = ef • a90. Таблица 27-4 Значения поправочного коэффициента e ^ для круглых трубных пучков * 90 80 70/60 50 40 • 30 20 10 h 1,0 1,0 0,98 0,94 • 0,88 0,78 0,67 0,52 »0,42.
Смотрите также:
Решение задач по термодинамике
| Теплообмен при турбулентном движении жидкости в трубах | Теплообмен жидких металлов |
| Теплообмен при переходном режиме | Теплообмен при свободном движении жидкости |
