ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Исследование теплоотдачи при вынужденном движении жидкости внутри труб и каналов из "Экспериментальное исследование процессов теплообмена " Если движение жидкости в условиях вязкостного режима происходит в длинных трубах, теплоотдача посте-1пенно стабил1иэируется и устанавливается постоянной по величине, в дальнейшем не зависящей от длины трубы. Ниже дается описание экспериментов [Л. 2], посвященных исследованию этой предельной области при движении воды в условиях нагревания по методу постоянного теплового потока. Характеристика опытных труб приведена в табл. 3-1. [c.164] Первая опытная труба имеет три типа входа плавный, с острой кромкой и с участком гидродинамической стабилизации относительной длины, равной 165 калибрам вторая и четвертая труба имеют только плавный вход, а третья — вход только с острой кромкой. Все трубы тщательно полируются снаружи и с торцов и покрываются слоем тепловой изоляции. Для оценки потерь тепла через изоляцию в окружающую среду на их поверхности закладываются контрольные термопары. Температура поверхности на первой трубе измеряется термопарами в 21 точках, уложенных в канавках поперечным сечением 2,5 X0,3 ММ-, на второй трубе они только плотно прижимаются к поверхности. Вода поступает а экспериментальный участО К из успокоительной камеры, обеспечивающей подвод воды с минимальными скоростями и возмущениями. Для обеспечения хорошего перемешивания воды на выходе применяются смесительные камеры. Расход воды определяется весовым опособом. Экспериментальная установка позволяет длительное время поддерживать расход воды постоянным. [c.164] В качестве определяющей температуры принимается средняя температура жидкости в рассматриваемом сечении. Неизотермичность в поперечном сечении потока учитывается отношением чисел Прандтля при соответ-ствующ их температурах. Средняя теплоотдача определяется по уравнению (3-25). Данные, полученные для предельного значения критерия Нуееельта, согласуются с теоретическим значением в условиях постоянного теплового потока на стенке (см. ур. (3-7)). [c.165] В рассматриваемой работе установлено, что длина начального участка при одновременном развитии гидродинамического и теплового пограничных слоев в меньшей степени зависит от числа Прандтля и может быть определена из выражения [Л. 5] = 0,1 Re Рг , что совпадает с данными других исследователей [Л. 6]. [c.165] Гидравлическое сопротивление определяется по разности статических да влений. Измерение его производится с помощью дифманометра 13, присоединенного к небольшим отверстиям 14, сделанным в стенке на концах опытной трубы. [c.171] Во время опытов измеряются температура жидкости на входе, разность тем пературы воды на входе и выходе, температура стенки, расход воды и перепад статического давления. [c.171] Средний коэффициент теплоотдачи определяется из уравнения (3-25). Количество тепла, отданное жидкостью Б теплообменнике, определяется из уравнения (3-33). [c.171] В опытах с водой имеет место турбулентный режим течения. Поэтому для обобщения опытных данных -может быть использована за1Висимость (3-39). При использовании В качестве рабочей жидкости вязкой среды — масла, движущегося в прямоугольном канале малого поперечного сечения, наблюдается вязкостный режим течения. [c.171] В качестве линейного размера, входящего в критерии подобия Нуссельта и Рейнольдса, вводится эквивалентный диаметр [Л. 1]. [c.172] Исследование теплоотдачи по методу конденсации. На рис. 3-19 приведена схема рабочего участка, в котором обогрев опытной трубки производится 1конденсирующим-ся паром [Л. 3]. Рабочий участок представляет собой горизонтально расположенную трубу 1 с внутренним диаметром 10,2 мм и длиной 600 мм. В качестве после-дуемой жидкости применяется дистиллированная вода в условиях турбулентного движения. Вода подается из сборного бака большой емкости насосом через напорный бачок в рабочий участок. По выходе из рабочего участка вода поступает в уравнительный бачок, поддерживающий постоянное противодавление, а из него через измерительный сосуд снова попадает в сборный бак. Обогрев опытного участка трубы (Производится слегка перегретым водяным паром. Греющий пар подается в -кожух 2 с паровой рубашкой 8, (которым окружена опытная труба. iB нижией половине этого кожуха припаяно 11 перегородок 3, образующих 12 отсеков для сбора и отвода конденсата через штуцера 9. Для обеспечения отвода конденсата, образовавшегося на данном участке опытной трубы, в соответствующий отсек применяются специальные направляющие из тонкого листового материала, припаянные к поверхности опытной трубы и соединенные с перегородками. Длина отсеков различна. На начальном участке опытной трубы, где наблюдается значительное изменение коэффициента теплоотдачи, перегородки ставятся чаще. Расстояния между перегородками указаны на рисунке. [c.172] Схема заделки термопары приведена на том же рис. 3-19. [c.174] Перепад между темлературами воды на выходе и входе в ОПЫТНЫЙ участо(к измеряется десятиспайной дифференциальной термопарой, спаи которой помещаются в стеклянные трубочки с парафином. В эти трубочки помещаются также спаи единичных термопар, служащих для измерения абсолютных температур воды на входе и выходе из опытной трубы. Для установки указанных термопар, а также термопары, измеряющей температуру перегретого пара о входном п выходном сечении опытной трубы, предусматриваются соответствующие штуцера 7. Холодные спаи термопар помещаются в тающий лед. Термо-э. д. с. термопар измеряется потенциометрическим способом с точностью измерения до 0,0005 мв или 0,015° С. [c.174] Установившийся тепловой режим наступает через 1 — 1,5 ч. При этом изменение температуры воды и пара составляет не более 0,1° С. Во время опытов производятся измерения температуры воды, пара и расхода конденсата. Для измерения расхода конденсата под все отсеки одновременно устанавливаются 12 измерительных сосудов и засекается время. [c.174] Через 5—6 дней работы установка промывается и заполняется снова чистой водой. Обычно установка и вода оказываются достаточно чистыми. [c.174] Указанные измерения позволяют определить из опыта как местные, так и средние значения коэффициента теплоотдачи в зависимости от скорости движения. [c.174] Для определения температурных напоров по данным измерен ий строятся графиии изменения температуры стенки трубы и температуры воды по длине трубы для каждого скоростного режима. Один из таких графиков приведен на рис. 3-20. Изменение температуры воды определяется расчетным путем из теплового баланса по кол1ичеству переданного тепла от греющего пара и воспринятого тепла охлаждающей водой на отдельных участках опытной трубы. [c.175] В расоматриваемой работе были получены важные результаты по влиянию длины трубы на величину местных и средних коэффициентов теплоотдачи при турбулентном режиме движения жидкости, которыми широко пользуются в расчетах. [c.176] Вернуться к основной статье