ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплоотдача при движении среды в трубах из "Теплотехника " Пользуясь теорией подобия, можно строить модели так, что в них будут протекать явления, подобные явлениям, протекающим в натуре (в образцах). Моделированием называют замену исследования натурального образца исследованием на подобной модели. Задолго до постройки дорогостоящего устройства можно построить дешевую модель и по ней установить особенности работы образца. По гидравлической модели, например, можно изучить движение жидкости, заранее увидеть его особенности и, если нужно, внести коррективы в проект данного устройства. Жидкость, используемая в модели, может быть иной, чем в образце. Например, если в образце движется газ, то в модели в качестве рабочего тела может быть использована вода. [c.161] Одноименные безразмерные определяющие критерии подобия должны быть соответственно равны. Просто моделировать процессы, в которых физические характеристики сред постоянны. Если же переменность этих характеристик существенно проявляется в процессе, то точное моделирование, например конвективного теплообмена, в широком интервале рода жидкости и температурных параметров крайне затруднительно и тогда применяют приближенное моделирование. В частности, пользуются локальным тепловым моделированием, осуществляя подобие не во всем устройстве, а только в том месте, где изучается теплоотдача. [c.162] Метод моделирования отличается от метода аналогий, когда исследование тепловых процессов заменяется исследованием аналогичных явлений. Например, теплопроводность и электропроводность описываются аналогичными математическими уравнениями (электротеп-ловая аналогия). При математическом (аналоговом) моделировании не требуется физическая и конструктивная идентичность модели и образца, а нужна лишь аналогичность математического описания процессов. Практика показала, в сложных случаях удобными оказались электронные и электрогидродинамические модели. [c.162] Дрг Масштаб модели т. [c.162] Вынужденное движение рабочего тела, осуществляемое при помощи нагнетателей — насосов, вентиляторов, компрессоров, является самым распространенным в технике. [c.163] Движение может быть ламинарным (вязкостным) или, чаще всего, турбулентным. Характер движения определяется значением критерия Рейнольдса Re=wdl. Ламинарный режим наблюдается при / е 2300. Турбулентное движение может быть при Re 3000, но стабильный турбулентный режим наблюдается в обычных условиях при Между значениями Re от 2300 до 10000 движение может носить неустойчивый характер (переходной режим). [c.163] При ламинарном потоке жидкость движется несмешивающимися геометрически подобными струями, при турбулентном поток пронизывается хаотически движущимися вихрями и жидкость перемешивается. Чем больше турбулентность, тем интенсивнее перемешивается жидкость, однако температура теплоносителя по сечению практически постоянна и поэтому роль свободной конвекции, зависящей от разности температур, заметного влияния на теплоотдачу не оказывает. [c.163] У стенки всегда наблюдается вязкий подслой (ламинарный пограничный слой), в котором жидкость движется крайне медленно и как бы прилипает к поверхности. Тепло через этот тонкий слой распространяется только теплопроводностью и в нем наблюдается очень резкое падение температуры— от температуры жидкости до температуры стенки. Пограничный слой ограничивает теплоотдачу от жидкости к стенке, протекающую в условиях турбулентного режима, протекает в общем интенсивно. [c.163] Наоборот, при ламинарном движении в трубах перенос тепла в радиальном направлении осуществляется путем теплопроводности и теплоотдачи от жидкости к стенке (или наоборот) и протекает медленно вследствие малой теплопроводности жидкости. [c.163] Чем ближе к выходу из насоса, вентилятора и других нагнетателей расположено поперечное сечение трубы, тем больше сказывается возмущение потока и тем больше коэффициент теплоотдачи. [c.164] При длинных трубах, когда //d 50, течение потока можно считать стабильным и С =1. [c.164] При коротких трубах (//й 50) поправочный коэффициент берется по графику (рис. 13-1). [c.164] Величину критерия Nu определяют при средней температуре потока. [c.164] Поскольку критерий, Рг для газов меняется не сильно (см. табл. 12-1), теплоотдача определяется критерием Re. [c.164] Здесь определяющей является средняя температура жидкости (кроме Рг, который принимают по температуре стенки). Эквивалентный диаметр с(э=с(2— 1 и представляет разность внешнего (I2 и внутреннего fi диаметров канала. Формула пригодна при 2/t i= 1,24-1,4, lld=50- - тп Pr=0,7 100. [c.165] Индексы ж , г и с означают, что физические константы жидкости взяты при средних температурах ее и стенки (соответственно), Теплоотдача зависит от направления потока. Это объясняется главным образом изменением вязкости от температуры, а также различием толщины пограничного слоя. В формуле (13-4) это учитывается отношением (ЯГж/РЛс) 25. [c.165] Определим критерий Рейнольдса . [c.165] Здесь значение взято по табл. 12-1. [c.165] Вернуться к основной статье