ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Расчетные формулы для аэродинамического сопротивления в гладкотрубных пучках из "Рабочие процессов и вопросы усовершенствования конвективных поверхностей котельных агрегатов " Расчетные формулы, которыми пользовались до сих пор при определении коэффициентов теплоотдачи поперечно-обтекаемых трубчатых поверхностей, установлены на основе обобщенной обработки экспериментальных данных различных исследователей, полученных при неодинаковых температурных условиях. При этом, как указано выше, неудачный способ учета температурного фактора приводил к ошибкам при установлении влияния геометрнческнх характеристик трубных пучков. Исключением являются лишь формулы М. А. Михеева и Д. А. Литвинова [Л. 35], которые не содержат этой ошибки. Однако после опубликования их появился ряд новых экспериментальных данных (в частности, по тесным пучкам), которые эти формулы не учитывают. Поэтому возникла необходимость разработать новые обобщенные расчетные формулы. [c.73] Для установления зависимости коэффициента теплоотдачи от геометрических характеристик трубных пучков были использованы данные-экспериментальных работ В. М. Антуфьева и Л. С. Козаченко [Л. 33],, Н. В. Кузнецова и В. А, Локшина [Л. 34] и И. Б. Варавицкого [Л. 38]. В этих работах теплоотдача исследовалась при изменении критерии Re от 10 000 до 60 000. [c.73] Проведенное во ВТИ Я- Л. Полыновским исследование коэффициента теплоотдачи шахматных и четырех коридорных пучков [Л. 39] относится к области значений Re от 1 600 до 10 000. Материал этой работы для составления обобщенных расчетных формул не использован,, так как данные Я. Л. Польшовского отличаются от всех других. [c.73] Показатель степени п в уравнении Nu = Re в ряде приведенпых выше частных расчетных формул принимался зависящим от относительных шагов труб Sxjd и Sj/rf. Внимательное изучение и сравнение уравнений этого вида для всех опытных данных, пспользованных в настоящей работе, привело к выводу о том, что введение такой зависимости не оправдано. При выборе средних значений показателя п отдельно для шахматных и коридорных пучков отклонения от этих значений в некоторых сериях опытов имеются, однако характер их незакономерен, а (величина находится в пределах точности опытных данных, что позволяет не принимать их во внимание. Поэтому были приняты средние показатели степени для всех шахматных пучков я = 0,6 и для всех коридорных tt = 0,64. [c.73] ЦКТИ (Антуфьева) АЖ — опыты ЦКТИ (Бернштейна). [c.74] Это расслоение точек опытов В. М. Антуфьева и Л. С, Козаченко по температурным напорам выше подробно рассмотрено. Оно объясняется концевыми потерями тепла, составляющими при низких тепловых нагрузках значительную долю. Если ввести поправку на концевые утечки тепла в 20 ккал1ч на калориметр (находящуюся в пределах точности измерения), то все нижние точки опытов В. М. Антуфьева и Л. С. Козаченко переместятся на верхнюю линию. [c.74] При выводе расчетных формул для коэффициента теплоотдачи шахматных пучков в основу была принята верхняя линия, опирающаяся на более надежные и многочисленные опыты. [c.74] по-видимому, и объясняется перелом кривой в точке = 0,7. [c.75] В отличие от шахматных пучков коэффициент с для коридорных оказался практически не зависящим от относительных шагов. Сравнение экспериментальных данных, полученных на одной и той же установке, показывает, что этот коэффициент вполне можно принять постоянным. Так же как и для шахматных пучков, экспериментальные коэффициенты с по опытам В. М. Антуфьева и Л. С. Козаченко при больших температурных напорах совпадают с данными других исследователей, а при малых — на Ю—15% меньше. При установлении коэффициента с для рекомендованных ниже формул опыты этих исследователей с малыми температурными напорами в расчет также не принимались. [c.75] Относительное изменение коэффициента теплоотдачи от числа рядов по всем использованным материалам приблизительно одинаково. Для получения расчетных зависимостей среднего коэффициента теплоотдачи от числа рядов использованы опытные данные ВТИ [Л. 34]. [c.75] При установлении расчетного коэффициента с , учитывающего число поперечных рядов, за единицу принята теплоотдача 20-рядного пучка. В котельных агрегатах многорядные пучки встречаются наиболее часто. Коэффициент теплоотдачи в них мало зависит от числа рядов, поэтому принятие для них = 1 во многих случаях освобождает расчетчика от учета этого коэффициента. [c.75] Недостаток общепринятой методики расчета аэродинамического сопротивления поперечно-обтекаемых трубчатых поверхностен, заключающийся в неправильном учете температурного фактора, а также появление новых экспериментальных материалов, позволяющих уточнить зависимость сопротивления от геометрических характеристик пучков, привели к необходимости установить новые расчетные формулы. Для этой цели были использованы экспериментальные работы ВТИ [Л. 37, 40, 41], а также работы В. М. Антуфьева и Л. С. Козаченко [Л. 33] и Ф. П. Казакевича [Л. 42]. [c.78] Сравнение результатов опытов Я. Л. Полыновского [Л. 39] по шахматным пучкам с другими исследованиями при совпадающих шагах труб и значениях критерия Re показывает значительное их отличие от этих исследований. Поэтому данные Я- Л. Полыновского, так же как и по теплоотдаче, в расчет не приняты. [c.78] Показатель степени т для шахматных пучков согласно всем опытным данным пО абсолютной величине возрастает с увеличением числа рядов, однако этот рост в подавляющем большинстве случаев практически прекращается по достижении шести рядов. Поэтому показатель, степени т для шахматных пучков с числом рядов больше шести принят не зависящим от числа рядов. [c.78] Какой-либо закономерной зависимости показателя т от относительных шагов Si/d и S2/d не обнаруживается. Отдельные отклонения от среднего значения т отражают, очевидно, погрешности опытов. По- этому было принято среднее постоянное значение т, которое с учетом всех использованных материалов оказалось равным т = —0,25. [c.78] Еи — критерий Эйлера, пересчитанный на пучок с числом рядов г (при пересчете на семирядные пучки z = 7). [c.78] На рис. 5-22 в логарифмической системе координат нанесены значения (для семирядных пучков), относящиеся ко всем сериям опытов, в зависимости от выбранного параметра. Как видно из графика, точки группируются около некоторой кривой, которая в целях упрощения расчетных формул заменена отрезками прямых линий. Отрезок, соответствующий малым значениям выбранного параметра, дополнен к ранее опубликованным материалам [Л. 15] на основе экспериментальных данных Ф. П. Казакевичем [Л. 69]. [c.79] Критерии Ell и Re определяются по средней температуре потока. Сравнение расчетных формул с первичными кривыми, построенными непосредственно по экспериментальным точкам, показывает, что расхождение для подавляющего большшства пучков не превышает =t6 /o и лишь для некоторых пучкоз оказывается несколько большим. [c.80] Вернуться к основной статье