Теплоотдача при турбулентном течении в змеевиках

При турбулентном течении жидкости в изогнутых трубах — змеевиках вследствие центробежного эффекта в поперечном сечении трубы возникает вторичная циркуляция, наличие которой приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи. Расчет теплоотдачи в змеевиках следует вести по уравнениям для прямой трубы (27-8) — (27-9), но полученное значение коэффициента теплоотдачи следует умножить на поправочный коэффициент 83 , = 1 -f 3,6 d/D, где d — диаметр трубы, а D — диаметр спирали. [c.431]

В теплогенераторах, работающих на высокотемпературных теплоносителях, циркуляция теплоносителя принудительная, а температура нагрева ниже температуры насыщения при данном давлении. Теплоносители в процессе эксплуатации подвергаются термическому разложению, которое происходит на границе теплоносителя с греющей стенкой, т. е. в пограничном слое. По этой причине у термостойких ВОТ (ДФС, ДТМ и КТ-2) на греющей стенке образуется кокс, у термически малостойких (масла АМТ-200 и ИС-40А) образуются пузырьки газообразных продуктов разложения, которые с увеличением плотности теплового потока сливаются между собой, образуя сплошную пленку. Образование на поверхности нагрева кокса или газовой пленки резко ухудшает теплообмен между ВОТ и поверхностью нагрева. Во избежание этого для всех ВОТ при турбулентном течении их в трубах максимальная температура стенки не может превышать более чем на 20 °С предельную температуру применения данного теплоносителя, так как при температуре на 30...40°С выше наступает период интенсивного разложения теплоносителя с образованием на греющей поверхности слоя кокса либо газовой пленки. В современных теплогенераторах ВОТ, радиационная поверхность нагрева которых выполнена в виде змеевика с плотной навивкой, теплопередача осуществляется через поверхность, обращенную внутрь, к вертикальной оси змеевика. Во всех гидродинамических режимах течения ВОТ наименьшие значения коэффициента теплоотдачи наблюдаются на поверхности, обращенной внутрь змеевика, а следовательно, эта область является наиболее теплонапряженной. В связи с этим предельную плотность теплового потока для теплогенератора ВОТ змеевикового типа подсчитываю по формуле [c.292]

Изогнутые трубы (змеевики). При турбулентном течении в изогнутых трубах (змеевиках) вследствие закрутки потока за счет вторичных течений увеличивается перемешивание, и коэффициенты теплоотдачи выше, чем в прямых трубах. Переход ламинарного течения в турбулентное в изогнутых трубах происходит при Re p = 2-10 (d/D) . [c.52]

Учет влияния шага змеевика а на коэффициент теплоотдачи производится с помощью поправки es = NUs/NUs a, величина которой для турбулентного течения рассчитывается по формулам [c.52]

В работе [ПО] учитывая, что коэффициент теплоотдачи при турбулентном течении в змеевиках так же, как и коэффициент гидравлического сопротивления, зависит от числа Рейнольдса и параметра кривизны, получено следующее эмпирическое уравнение [c.53]

Теплоотдача при турбулентном течении в изогнутых трубах (спиральных змеевиках) рассчитывается по уравнениям (2-97) [c.171]

При движении жидкости в изогнутых трубах и змеевиках за счет действия центробежных сил в поперечном сечении возникает вторичная циркуляция, приводящая к сложному течению по винтовой линии (рис. 19.11). Центробежный эффект увеличивает теплоотдачу он наблюдается как при ламинарном, так и турбулентном режимах движения. [c.303]

В более сложных каналах, например в спиральных трубах (змеевиках), возникают вторичные течения и теплоотдача увеличивается. Ламинарное течение переходит в турбулентное при меньших Re, чем в прямых трубах [c.129]

Теплоотдачу при течении по змеевикам рассчитывают путем введения в формулы для прямых труб поправочного коэффициента Сг,, который превышает единицу и тем более, чем меньше радиус витка R по сравнению с внутренним диаметром трубы d. Интенсификация теплоотдачи объясняется тем, что в изогнутых трубах возникают вторичные течения, накладывающиеся на основное движение вдоль оси трубы. Ядро потока, движущееся наиболее быстро вниз по течению, отбрасывается из-за центробежного эффекта наружу и заставляет медленные слои вблизи внешней стороны закругления перемещаться вдоль стенок к его внутренней стороне, т. е. в сторону центра кривизны. Таким образом, в поперечном сечении трубы возникает парный вихрь, и течение перестает быть осесимметричным. Дополнительный эффект перемешивания даже при развитом турбулентном режиме обусловливает заметное увеличение коэффициента теплоотдачи (и гидродинамического сопротивления), но, разумеется, еще более резко этот эффект проявляется при малых числах Рейнольдса. Необходимо иметь в виду, что критическое значение Re, определяющее переход к развитому турбулентному режиму, в змеевиках выше, чем в прямых трубах. Так, согласно [2, 3], где содержатся подробности по вопросу о змеевиках, для R/d = 3 и 12 ReKp соответственно равны 11500 и 7000. [c.127]

Сопоставление выражений (4.12) и (4.13) между собой показывает их хорошее согласование, лежащее в пределах 5 %. Так как уравнение (4.13) наиболее точно отражает влияние Re/и dJD на число Нуссельта и имеет более широкий диапазон применения, то оно может быть рекс мендовано для расчета коэффициента теплоотдачи при турбулентном течении в змеевиках. [c.53]

Рассмотрим теплоотдачу в трубе с ленточным завихрителем, схема которой показана на рис. 8.8. Закрутка потока приводит к появлению неоднородного поля массовых сил в поперечном сечении потока, которое имеет много общего с полем массовых сил в змеевике. Канал, образованный ленточным завихрителем и стенкой трубы, представляет собой змеевик с поперечным сечением в форме полукруга. Поэтому в закрученном потоке, как и в змеевике, возникает парный вихрь (рис. 8.8), а режим течения может быть ламинарным, ламинарным с макровихрями и турбулентным. [c.352]

В прямотрубных теплообменных аппаратах расчет теплоотдачи на входном участке с неустановившимся режимом течения производится по соотношениям, учитывающим зависимость коэффициента теплоотдачи от относительного расстояния lfd вниз по потоку от входа в трубу. В змеевиках протяженность входного участка с переходом от ламинарного с макровихрями к турбулентному режиму течения сокращается [137]. Для обоих режимов она гораздо меньше, чем в прямых трубах [121, 124, 125, 131, 137]. Оценки, выполненные Мори и Накаяма в [131 [, показали, что соотношения для значений коэффициентов теплоотдачи, полученные на участках с полностью развитыми полями скоростей и температуры, могут с достаточной степенью точности использоваться при расчетах средней интенсивности теплоотдачи в змееви- [c.51]

Интенсивность теплоотдачи при турбулентном режиме течения в змеевиках исследовалась как теоретически [131], так и экспериментально [77, ПО, 137]. Соптнптение для вычисления Nuy, описывающее данные численного решения, имеет следующий вид [131 ] [c.53]

Из рис. 4.3 видно, что режим развитого поверхностного кипения, характеризующийся а данном случае слабой зависимостью температуры стенки от величины подводимого теплового потока [621, у внутренней образующей трубы наступает при меньших значениях плотностей тепловых потоков, чем у наружной. Это объясняется более высокой интенсивностью конвективной теплоотдачи у наружной образующей змеевика под воздействием вторичных макровихревых течений Можно также предположить, что дополнительным фактором, способствующим интенсификации теплообмена у наружной образующей, служит возникающее при меньших значениях q пузырьковое поверхностное кипение у внутренней образующей трубки змеевика. Турбулентные возмущения потока, возникающие при кипении у внутренней образующей, распространяются по поперечному сечению потока и оказывают интенсифицирующее воздействие на конвективный теплообмен у наружной образующей. При дальнейшем увеличении подводимого теплового потока с развитием поверхностного кипения по всему периметру поперечного сечения трубки разверка температуры стенки уменьшается и может исчезнуть вообще. В качественном отношении влияние режимных параметров на начало поверхностного кипения в змеевике такое же, как и в прямых трубах. В частности, данные, полученные авторами, согласуются с результатами работы [101 и показывают, что с увеличением массовой скорости и степени недогрева развитое пузырьковое кипение начинается при больших значениях плотностей тепловых потоков. [c.55]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...