ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплоотдача при поперечном обтекании труб из "Техническая термодинамика и теплопередача " Коэффициент теплоотдачи принимает наибольшее значение в лобовой части трубы, где толщина пограничного слоя минимальная. Из-за увеличения толщины пограничного слоя по периметру трубы коэффициент теплоотдачи уменьшается, достигая минимального значения в точке отрыва потока. В области вихревой зоны происходит увеличение коэффициента теплоотдачи за счет разрушения пограничного слоя. [c.211] В качестве определяющего линейного размера здесь принят внешний диаметр трубы й, а в качестве определяющей температуры — температура потока скорость жидкости отнесена к самому узкому сечению канала. Формулы действительны для случая, когда угол Ф между направлением потока жидкости и осью трубы, называемый углом атаки, равен 90°. Если ф 90°, то найденный по этим формулам коэффициент теплоотдачи следует умножить на поправочный коэффициент Сф, значения которого приводятся в литературе. [c.211] Пучки труб. В теплообменных устройствах для увеличения поверхности теплообмена трубы собирают в пучки. Применяются два вида расположения труб в пучках коридорное (рис. 17.3, а) и шахматное (рис. 17.3, б). [c.211] Для шахматного расположения труб в пучке с = 0,41, п = — 0,6 для коридорного — с — 0,26, п = 0,65. Поправочный коэффициент es введен для учета влияния относительных шагов SJd, SJd и в случае коридорного расположения труб в пучке определяется выражением es = SJd) ° . [c.212] Поправочным коэффициентом e учитывается номер ряда труб в пучке. Для первого ряда труб шахматного и коридорного расположений 8i = 0,6 для второго ряда труб шахматного расположения Ез = 0,7, коридорного — Ез = 0,9 для третьего и последующих рядов бз = 1 как для шахматного, так и для коридорного расположения труб в пучке. В качестве определяющей температуры в (2.182) принята средняя температура жидкости, в качестве определяющего геометрического размера — внешний диаметр трубы скорость определяется в самом узком сечении ряда труб. [c.212] Большую роль как в технике, так и в быту играют процессы теплообмена при свободном движении жидкости, возникающем из-зй разностей плотностей ее нагреты.х и холодных частии. Характерная картина свободного движения жидкости вдоль горячей вертикальной поверхности показана на рис. 17.4, а. [c.212] Вначале толщина движущегося вдоль поверхности нагретого слоя жидкости мала и ее течение носит ламинарный характер. Постепенно в движение увлекается все большее количество жидкости, толщина ламинарного слоя растет, затем он разрушается и возникает турбулентный режим течения жидкости. При ламинарном режиме коэффициент теплоотдачи с увеличением толщины слоя твижущейся жидкости уменьшается, а при турбулентном — резко возрастает и далее по высоте поверхности сохраняется постоян-шм. [c.212] Форма поверхности в развитии СЕюбодного движения жидкости играет второстепенную роль, здесь важна ее протяженность. [c.213] В этих формулах в качестве определяющей температуры принята температура окружающей среды, в качестве определяющего линейного размера горизонтальных труб — диаметр, а вертикальных труб и плит — высота. При прочих равных условиях коэффициент теплоотдачи при нагревании капельных жидкостей больше, чем при охлаждении. [c.213] Формулы (2.185), (2.186) применимы и для горизонтальных плит, но в этом случае вычисленный коэффициент теплоотдачи надо увеличить на 30 %, если поверхность плит обращена вверх, и уменьшить на 30 %, если поверхность плит обращена вниз. В качестве определяющего размера берется меньшая сторона плиты. [c.213] Задача 17.1. По трубке внутренним диаметром d = 8 мм и длиной I 5 50d движется вода со скоростью w = 1,2 м/с. Температура поверхности трубки = == 90 С, средняя температура воды в ней = 30 °С. Определить коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к воде и среднюю по длине трубки плотность теплового потока. [c.214] Ходящего через вертикальную щель толщиной 6=10 мм, заполненную воздухом, емпература горячей поверхности == 180 С, холодной = 60 С. [c.214] Кипение может происходить во всем объеме жидкости или на твердой поверхности нагрева паровые пузырьки образуются в отдельных точках поверхности — центрах пароэбразования, которыми могут служить микрошероховатости поверхности нагрева, адсорбированные поверхностью пузырьки газа и твердые частицы. [c.215] В промышленных устройствах кипение, как правило, происходит на поверхности нагрева и может осуществляться в условиях направленного движения жидкости естественная или принудительная циркуляция) или в условиях естественной конвекции на поверхности нагрева, погруженной в жидкость (кипение в большом объеме). В обоих случаях наблюдаются два, резко отличающихся по механизму переноса теплоты, режима кипения пузырьковый пленочный. [c.216] Теоретически и экспериментально установлено, что чем больше перегрев жидкости, тем меньше минимальный радиус парового пузырька, который может существовать в объеме жидкости. В свою очередь, этот радиус определяет размеры тех элементов шероховатостей, которые служат центрами парообразования. Увеличение перегрева жидкости приводит к уменьшению минимального радиуса пузырька и появлению все большего количества действующих центров парообразования за счет дополнительного включения в процесс шероховатостей меньших размеров. Зародившийся паровой пузырек растет вследствие подвода теплоты до отрывного диаметра о, затем отрывается от поверхности нагрева и всплывает, увлекая за собой некоторое количество жидкости из пристенной области в основной объем. Освободившееся на поверхности нагрева пространство заполняется жидкостью и в центре парообразования вновь зарождается паровой пузырек. [c.216] Этот процесс периодически повторяется с определенной частотой — частотой отрыва парового пузырька /. Высокая интенсивность теплоотдачи при кипении связана с турбулизацией пристенного слоя жидкости паровыми пузырьками и, что особенно важно, с массообменом в кипящей жидкости — отводом теплоты парообразованием и переносом ее вместе с паровой фазой в объем жидкости. Величина т = dJ характеризует среднюю скорость роста паровых пузырей. [c.216] Интенсивность теплоотдачи практически не зависит от формы и размеров теплоотдающей поверхности. Значительное влияние на теплообмен оказывают шероховатость поверхности, ее материал, смачиваемость, количество адсорбированных газов и др Влияние всех этих факторов проявляется в основном за счет изменения числа центров парообразования. [c.216] При пленочном кипении на поверхности нагрева образуется паровая пленка, отделяющая ее от массы жидкости. Теплота к жидкости подводится через пленку пара в основном путем тепло-проводности. Теплопроводность пара значительно меньше, чем жидкости поэтому интенсивность теплообмена при пленочном кипении в десятки раз ниже, чем при пузырьковом. При кипении жидкость остается перегретой только возле поверхности нагрева, а в остальном объеме температура жидкости практически равна или чуть выше температуры насыщения. Такое кипение называется кипением в насыщенной жидкости. [c.217] При высоких плотностях теплового потока кипение может происходить и тогда, когда температура основной массы жидкости ниже температуры насыщения. В этом случае парообразование осуществляется только в пристенном слое. Образовавшиеся пузырьки пара, выходя из этого слоя, частично или полностью конденсируются. Такой процесс называется кипением недогретой жидкости и находит широкое применение там, где требуется интенсивное охлаждение нагретых поверхностей. [c.217] Вернуться к основной статье