ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплоотдача при поперечном омывании пучков труб из "Теплопередача " Течение жидкости в пучке имеет достаточно сложный характер. Так как рядом стоящие трубы пучка оказывают воздействие друг на друга, омывание отдельных труб пучка отличается от омывания одиночной трубы. Обычно пучок труб устанавливают в каком-либо канале. Поэтому течение в пучке может быть связано с течением в канале. [c.214] Известны два основных режима течения жидкости ламинарный и турбулентный. Эти же режимы могут иметь место и при движении жидкости в пучке. Форма течения жидкости в пучке во многом зависит от характера течения в канале перед пучком. Если при данном расходе и температурах течение в канале, где установлен пучок, было бы турбулентным при отсутствии пучка, то оно обязательно будет турбулентным и в пучке, так как пучок является прекрасным турбулиза-тором. Однако если пучок помещен в канал, в котором до его установки имел бы место ламинарный режим течения, то в этом случае в зависимости от числа Ке можно иметь как одну, так и другую формы течения. Чем меньше число Ке, тем устойчивее ламинарное течение, чем больше — тем легче перевести его в турбулентное. При низких значениях числа Ке течение может остаться ламинарным. При этом меж-трубные зазоры как бы образуют отдельные щелевидные каналы переменного сечения (исключение составляет предельный случай, когда расстояния между трубами очень велики). [c.214] В технике чаще встречается турбулентная форма течения жидкости в пучках. Так, например, поперечно омываемые трубные поверхности нагрева котельных агрегатов омываются турбулентным потоком. [c.214] Изменение характера омывания сказывается и на теплоотдаче. Можно выделить три основных рбЖима омывания и теплоотдачи в поперечно омываемых трубных пучках. Назовем их соответственно ламинарным, смешанным и турбулентным режимами. [c.215] Омывание первого ряда труб и шахматного и коридорного пучков аналопично омыванию одиночного цилиндра. [c.215] Характер омывания остальных труб (рис. 9-9) в сильной мере зависит от типа пучка. В коридорных пучках все трубы второго и последующих рядов находятся в вихревой зоне впереди стоящих труб, причем циркуляция жидкости в вихревой зоне слабая, так как поток в основном проходит в продольных зазорах между трубами (в коридорах ). Поэтому в коридорных пучках как лобовая, так и кормовая части трубок омываются со значительно меньшей интенсивностью, чем те же части одиночной трубки или лобовая часть трубки первого ряда в пучке. В шахматных пучках характер омывания глубоко расположенных трубок качественно мало чем отличается от омыва1иия трубок первого ряда. [c.215] Описанному характеру движения жидкости в пучках из круглых труб соответствует и распределение местных коэффициентов теплоотдачи по окружности труб различных рядов. Распределение местных а при определенном значении числа Ке представлено на графике рис. 9-10, здесь ф — угол, отсчитываемый от лобовой точки трубы. [c.215] При невысокой степени турбулентности набегающего потока теплоотдача первого ряда щахматного пучка составляет примерно 60% от теплоотдачи третьего и последующих рядов теплоотдача второго ряда составляет примерно 70%. В коридорном пучке теплоотдача первого ряда также составляет примерно 60% от теплоотдачи третьего и последующих рядов, а теплоотдача второго —90%. Изменение теплоотдачи по рядам приведено на диаграммах рис. 9-11 здесь по вертикали отложены отношения е, среднего коэффициента теплоотдачи произвольного ряда к такой же величине для третьего ряда, по горизонтали отложены номера рядов. [c.216] Возрастание теплоотдачи по рядам, как указывалось, объясняется. дополнительной турбулизацией потока в пучке. Однако если поток, набегающий на пучок трубы, значительно иокуоственно турбулизирован (например, с помощью различных турбулизирующих устройств в результате резкого расширения, после прохождения через вентилятор или насос и др.), то теплоотдача начальных рядов может быть как равна, так и больше теплоотдачи глубинных рядов. В глубинных рядах течение и теплоотдача определяются компоновкой пучка и не зависят от начальной турбулентности. [c.216] Таким образом, при высокой степени турбулентности набегающего потока пучок уже может явиться детурбулизирующим устройством. В этом случае нет достоверных данных для определения а первых двух рядов. Расчет можно вести, полагая, что для всех рядов ег=1. [c.216] Если пучок многорядный, то доля теплопередачи начальных рядов незначительна по сравнению с теплоотдачей всего пучка и неточность в определении е не приведет к существенным ошибкам при расчете а. [c.216] Теплоотдача пучков труб зависит также от расстояния между трубами. Это расстояние принято выражать в виде безразмерных характеристик 81/0 и 8ч й, называемых соответственно поперечным и продольным относительными шагами. [c.216] Поправочный коэффициент Бз учитывает влияние относительных шагов. Для глубинных рядов коридорного пучка. [c.217] Рг — суммарная поверхность теплообмена трубок г-го ряда п — число рядов в пучке. [c.217] Возможное влияние свободной конвекции формулой (9-5) не учитывается. [c.218] При прочих равных условиях в ламинарной области теплоотдача шахматных пучков в полтора раза больше теплоотдачи коридорных. В смешанной области эта разница уменьшается и в пределе при К е = = 10 практически исчезает. В турбулентной области (Ке 105) теплоотдача шахматных и коридорных пучков, насколько об этом можно судить по сравнительно ограниченным опытным данным, разнится сравнительно мало. [c.218] При значениях ) , близких к 0° (угловых), теплоотдача рассчитывается по формуле для продольно омываемых пучков труб. [c.218] Значения е = /(ф) можно взять из графика (рис. 9-12) или из табл. 9-1. [c.219] Вернуться к основной статье