Теплоотдача в конвективных поверхностях нагрева

ТЕПЛООТДАЧА В КОНВЕКТИВНЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ НАГРЕВА [c.307]

В наиболее изученной части физических процессов, протекающих в конвективных поверхностях нагрева — теплоотдаче и аэродинамическом сопротивлении, — до последнего времени имелись неясные стороны и опорные вопросы. В частности, не было достаточных данных для установления влияния на коэффициент теплоотдачи и аэродинамические сопротивления температурных условий. В нормах теплового расчета котельных агрегатов, выпущенных ЦКТИ в 1945 г. и ВТИ в 1952 г., были различные н, как будет видно из последующего, неудовлетворительные методы учета температурных условий при определении коэффициента теплоотдачи, приводящие к существенным ошибкам. Неправильно учитывается влияние температурных условий до сих пор и в нормах аэродинамического расчета [Л. 65]. [c.8]

Определяется коэффициент теплоотдачи ал, учитывающий передачу теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева, Вт/(м К) [c.188]

Определяется коэффициент теплоотдачи Ол, учитывающий передачу тепла излучением в конвективных поверхностях нагрева, Вт/(м2-К) [c.167]

Скорость газов в зоне пароперегревателя, как и в других конвективных поверхностях нагрева, устанавливается из технико-экономических соображений. Желательность повышения коэффициента теплоотдачи, а следовательно, и скорости газов ограничивается Б первую очередь опасностью быстрого износа труб летящими частицами золы топлива, а также повышением сопротивления пучка труб пароперегревателя для движения газов. С другой стороны, чрезмерно низкие скорости газов создают опасность осаждения летящих частиц золы на трубах поверхности нагрева. Учитывая изменение нагрузок в работе котлоагрегата, минимально допустимая скорость газов в конвективных поверхностях нагрева принимается равной 5,5—6,5 м/сек. Предельно до- [c.77]

Конвективный теплообмен при прочих равных условиях в значительной мере зависит от скорости газов. С увеличением её повышается значение коэфициента теплоотдачи от газов к стенке, и поэтому, увеличивая скорость, можно значительно повысить и количество тепла, передаваемое конвективными поверхностями нагрева. Практически, однако, повы- [c.56]

Опыт показал, что тепловые нагрузки конвективных поверхностей нагрева не зависят от коэффициента избытка окислителя, так как с понижением температуры газов по мере их продвижения в процессе теплообмена более существенное значение для коэффициента теплоотдачи приобретает массовая скорость газов и критерий Рейнольдса, а не разность температур. [c.98]

Подавляющая часть конвективных поверхностей нагрева современных котельных агрегатов состоит из поперечно-обтекаемых пучков, круглых труб. Поэтому вопросу изучения теплоотдачи и аэродинамического сопротивления поперечно-обтекаемых пучков уделялось большое внимание. Различными исследователями было выполнено большое количество экспериментальных работ с применением метода моделирования и обработкой результатов в критериях подобия, что давало возможность широкого использования расчетных формул. Однако до последнего времени оставался нерешенным и спорным вопрос о влиянии направления теплового потока и температурного фактора на коэффициент теплоотдачи и аэродинамическое сопротивление. [c.62]

Уменьшение диаметра труб существенно снижает загрязнение конвективных поверхностей нагрева. Поэтому при конструировании поверхностей нагрева в настоящее время стремятся применять диаметры труб 25—32 мм, если это допустимо по условиям циркуляции и другим требованиям. Уменьшение диаметра труб поверхности нагрева благоприятно влияет на коэффициент теплоотдачи и компактность поверхности нагрева. [c.331]

Расчет коэффициентов теплопередачи /г для конвективных поверхностей нагрева следует вести по формулам, приведенным в табл. 10-9. Там же приведены формулы и номограммы, необходимые для расчета значений коэффициентов теплоотдачи а, коэффициентов загрязнения е, и некоторые другие данные, используемые для расчета коэффициентов теплопередачи. [c.199]

Непрерывное парообразование на поверхности теплообмена сопровождается поступлением жидкости к этой поверхности. Всплывающие пузырьки пара затрудняют подход жидкости к центрам парообразования. При некоторой величине тепловой нагрузки благодаря большому числу действующих центров парообразования и оттесняющему воздействию пузырьков на жидкость паровые пузырьки объединяются в пленку, которая покрывает сначала отдельные участки поверхности, а затем полностью отделяет жидкость от поверхности нагрева. Пленка непрерывно разрушается и уходит от поверхности нагрева в виде больших пузырей. Вместо разрушившейся паровой пленки возникает новая. Такое кипение называется пленочным. В этих условиях теплота передается от поверхности нагрева к жидкости путем теплопроводности, конвективного переноса и излучения, а испарение происходит о поверхности пленки. Так как теплопроводность пара значительно меньше теплопроводности жидкости, то появление паровой пленки приводит к резкому уменьшению коэффициента теплоотдачи. Тепловая нагрузка при этом также уменьшается (зона С). Когда пленка покрывает всю поверхность нагрева, условия теплообмена стабилизируются и при даль- [c.407]

В тепловом расчете отдельных поверхностей учитываются сочетание радиационной и конвективной теплоотдачи от продуктов сгорания, характер омывания ими труб, наличие на трубах внутренних и внешних отложений, теплофизические свойства и характеристики рабочего тела (теплопроводность, температуропроводность, вязкость, температура, давление), конструктивные особенности поверхностей нагрева (шахматное, коридорное расположение труб, их диаметр, оребрение и т. д.), наличие очистки от загрязнений. [c.198]

Коэффициент теплопередачи аппарата k, входящий в формулу (11), определяют из расчета отдельных процессов, характеризующих общую интенсивность передачи тепла. Такими процессами являются конвективный теплообмен между поверхностью нагрева (охлаждения) и обтекающей ее средой и теплопроводность через разделяющую теплоносители твердую стенку. Интенсивность конвективного теплообмена определяется величиной коэффициента теплоотдачи а. [c.174]

Применительно к печам такого типа изложенные выше соображения о развитии конвективного теплообмена должны полностью учитываться. Сложность расчета конвективных печей заключается главным образом в выборе наиболее подходящей к конкретным условиям теплообмена формулы для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией, а также в правильном определении расчетной поверхности нагрева. Расчет печей усложняется, если происходит нагрев массивных изделий, особенно если речь идет о печах для непрерывного технологического процесса. Однако то обстоятельство, что в конвективных печах внешний теплообмен совершается по закону разности первых степеней температур и что можно полагать коэффициент теплоотдачи независящим от температуры, существенно упрощает решение и позволяет преодолеть многие расчетные трудности. [c.287]

При рассмотрении в предыдущих параграфах задач о конвективном теплообмене в трубе физические свойства принимались постоянными, не меняющимися с температурой, т. е. не учитывалось влияние температурного поля на физические свойства потока, и полученные решения, строго говоря, справедливы только для весьма малых температурных напоров At = 4m — t. Ъ действительности физические свойства жидкости меняются под влиянием температурного поля, устанавливающегося в результате процесса теплообмена между поверхностью нагрева (охлаждения) и потоком. В результате этого отклоняются от изотермического профиля как профиль скоростей, так и профили температур Соответственно меняются и значения коэффициентов теплоотдачи. [c.196]

Как видно из формул (266)—(269), увеличение коэффициента теплоотдачи конвекцией, а следонательно, интенсификация теплопередачи может быть достигнута повышением скорости газов, а также уменьшением диаметра труб. Соответственно уменьшаются конвективные поверхности нагрева и их стоимость. Однако при этом резко возрастает сопротивление движению газов, а при наличии золового износа — интенсивное истирание труб. Поэтому скорости газов в конвективных поверхностях нагрева, а также скорости воздуха в воздухоподогревателях должны быть выбраны из технико-экономических расчетов, учитывающих эти факторы и определяющих наивыгоднеишие скорости газов и воздуха (см. гл. XXI). Расчетную скорость потока ш определяют по следующим формулам для газов [c.296]

В топке парогенератора газы необходимо охладить до такой температуры, чтобы взвешенные в них минеральные остатки топлива не налипали на расположенные дальше по тракту конвективные поверхности нагрева. Вследствие шлакования экранов со временем ухудшается теплоотдача от факела и повышается температура в конце топки. В результате этого усиливается занос конвективных поверхностей, снижается в них теплопередача и увеличивается аэродинамическое сопротивление парогенератора. Производительность парогенератора падает, а температура уходящих газов растет. Парогенератор приходится останавливать на рас-шлаковку. [c.42]

В традиционных поверхностных котлах, работающих на природном газе, известно отрицательное влияние повышенных значений коэффициента избытка воздуха а в топке и присосов воздуха в газоходах, приводящих к росту потерь теплоты с уходящими газами за счет увеличения их количества и повышения температуры уходящих газов /ух. Следует подчеркнуть, что рост /ух в результате увеличения а в топке и наличие более или менее равномерных присосов по всему газовому тракту конвективных поверхностей нагрева весьма существенны. По данным С. Я. Корницкого [189], повышение а в топке с 1,0 до 1,4 влечет за собой повышение температуры газов на выходе из топки на 50—100 °С, что в той или иной степени сохраняется к концу конвективного газохода, поскольку некоторое увеличение средней разности температур между теплоносителями и коэффициента теплоотдачи от газов поверхности нагрева из-за повышения скорости не компенсирует в полной мере увеличения количества газов, подлежащих охлаждению. В результате существенное повышение потерь с уходящими газами столь же существенно снижает к. п. д. котла. К тому же увеличение количества уходящих газов приводит к росту аэродинамического сопротивления котла и расхода электроэнергии на привод дымососа [190]. [c.234]

Экспериментально показано [96], что в условиях работы конвективных поверхностей нагрева ВПГ, имеющих симметричную конструкцию, нивелируется различие в коэффициентах теплоотдачи (а = idem) по окружности трубы и что значения удельной тепловой нагрузки по окружности практически одинаковы. Поэтому разность температур по толщине стенки труб таких поверхностей нагрева определяется по формулам [c.196]

Связанное с этим уменьшение теплоотдачи в топке должно быть компенсировано увеличением теплообмена в конвективной части котла, что может быть достигнуто а) увеличением коэфициента теплопередачи за счёт увеличения скорости газов в газоходах, б) установкой дополнительной конвективной поверхности нагрева. Для устойчивости горения необходимо горячее дутьё, поэтому дополнительная поверхность нагрева выполняется в виде воздухоподогревателя. Максимальный подогрев воздуха для слоевых топок ограничивается вообще величиной 200—250°. Для камерных топок подогрев воздуха ограничивается опасностью возгорания топлива в топливоприготовительном устройстве, однако чаще предел устанавливается возможностью подогрева воздуха. У малых котлов, у которых, как правило, развита конвективная поверхность нагрева, температура отходящих газов редко превосходит ЗОО , соответственно чему температура подогрева воздуха не может быть повышена более 250°. Более высокий подогрев воздуха достигается путём смешения воздуха с топочными газами. [c.124]

В этом параграфе анализируются математические модели динамики радиационных и конвективных поверхностей нагрева парогенератора, охлаждаемых изнутри потоком пароводяной смеси. Из полной длины парогенерирующей трубы выделяется участок, включающий одну-две области теплообмена С одинаковым коэффициентом теплоотдачи от внутренней поверхности стенки к потоку. Коэффициапт теплоотдачи ав принимается постоянным по длине и неизменным во времени. [c.224]

График, представленный на рис. 11-7, дает лишь самое общее представление о возможном распределении тепловой нагрузки между радиационными и конвективными поверхностями нагрева котла. В действительности процесс теплоотдачи от продуктов горения к поверхностям нагрева зависит не только от температурных и оптических, но и от аэродинамических факторов. Другими словами, неравномерность скоростных и T Minepa-турных полей может существенно влиять па интенсивность теплообменных процессов в топке. Кроме того, важно учитывать наличие в топке вторичных излучателей, роль которых обычно выполняют огнеупорные детали горелок и топки. [c.224]

В книге [185] в уравнение [14-100] вмеето величины Вд введен множитель ---—). учитывающий влияние на теплоотдачу поглощательной способности поверхности нагрева. Учтена конвективная теплоотдача путем введения множителя к первому члену 1 + - 4И замены ве- иьийр а [c.405]

Испарительные конвективные поверхности нагрева образованы пучком кипятильных труб 10, верхние концы которых завальцованы в верхнем барабане, -нижние—в нижнем. Для увеличения теплоотдачи от газов к трубам скорость газов увеличена путем установки чугунной перегородки, которая разделяет пучок на два горизонтальных газохода. Опускными трубами являются трубы последних, наименее обогреваемых рядов пучка. [c.321]

В самом котельном агрегате также легко выделить участки, оказывающие существенное влияние на характеристики нестационарного режима. Прежде всего это относится ко всему водонаровому тракту. В силу ряда объективных причин (сложность учета всех факторов, гораздо меньшая по сравнению с водопаровым трактом длина, малая аккумуляция тепла) динамика газового тракта рассматривается лишь приближенно. Влияние его на процессы в тракте рабочего тела учитывается либо по статическим зависимостям изменения температуры греющих газов и коэффициента теплоотдачи [Л. 102], либо исходя из условия отсутствия перераспределения тенловосприятия между радиационными и конвективными поверхностями нагрева (считается, что обогрев каждой поверхности изменяется пропорционально тепловыделению в топке) [Л. 112]. [c.134]

При возрастании плотности теплового потока или дальнейшем увеличении температурного напора (0 > 0, р) число центров парообразования увеличивается настолько, что наступает момент, когда пузырьки сливаются, образуя у поверхности нагрева сплошной паровой слой, от которого периодически отрываются и всплывают крупные пузыри. Такой режим кнпепия жидкости называется пленочным (область ПЛ). Отвод теплоты от стенки к жидкости в этом режиме кипения осуществляется путем конвективного теплообмена и излучения через паровую пленку. Пленочный режим подразделяется па переходный (ПР), устойчивый пленочный (УПЛ) и теплообмен излучением ТИ). Паровая пленка представляет собой большое термическое сопротивление ввиду своей малой теплопроводности (в 20—40 раз меньше, чем у жидкости), в силу чего теплоотдача от греющей поверхности к жидкости резко ухудш ается, уменьшаясь в десятки раз по сравнению с пузырьковым кипением, а температура стенки при этом значительно возрастает. [c.2]

Исследование теплоотдачи при вибрации и вращении поверхности нагрева. Выше было показано влияние искусственной турбулизацип потока на интенсивность конвективного теплообмена. Создание закрученного потока повышает скорость движения потока жидкости, что приводит к увеличению интенсивности теплоотдачи. Такого л<е увеличения скорости можно достигнуть не за счет движения среды, а за счет двил ения поверхности теплообмена. Так, при вращении пилиндра в неограниченном объеме частицы жидкости вследствие вязкости вовлекаются в круговое движение. Частицы жидкости, находящиеся на поверхности, движутся с такой же скоростью, с какой вращается контур цилиндра по мере удаления от поверхности скорость движения жидкости уменьшается, а вдали от нее практически отсутствует. 292 [c.292]

В большинстве " котлов-утилизаторов тепловоспринимающие поверхности располагаются по ходу продуктов сгорания следующим образом пароперегреватель, испаритель и водонагреватель. В данных котлах тепло в основном передается конвекцией. Конвективная теплоотдача трубным поверхностям нагрева котла может быть осуществлена при движенги отходящих газов вдоль оси и внутри труб, т. е. вода снаружи труб (газотрубный котел) вдоль оси и снаружи кипятильных труб (водотрубный котел) поперек оси кипятильных труб (водотрубный котел). [c.260]

Успехи в развитии компактных теплообменников привели к созданию сребренных трубчатых конструкций, площадь поверхности теплообмена которых, как и в контактных теплообменниках, составляет на 1 м объема аппарата сотни квадратных метров. С другой стороны, коэффициент теплообмена (от дымовых газов к поверхности нагрева при глубоком охлаждении их ниже точки росы, сопровождающемся конденсацией из них водяных паров) также существенно выше коэффициентов конвективной теплоотдачи и соизмерим с коэффициентами теплообмена в контактных аппаратах. Вот почему в последние 10— 15 лет все возрастает применение конденсационных поверхностных отопительных водогрейных котлов, а также конденсационных поверхностных экономайзеров, являющихся приставками к существующим и изготавливаемым традиционным поверхностным водогрейным котлам и служащих I ступенью нагрева обратной воды системы теллоснабжения. Разумеется, в первую очередь речь идет о газовых котлах, хотя в зарубежной практике встречаются конденсационные поверхностные котлы теп-лопроизводительностью до 50—100 Мкал/ч, работающие и на жидком топливе. Судя по предварительным оценкам, поверхностные конденсационные теплообменники могут оказаться вполне конкурентоспособны с контактными и тем более с кон-тактно-поверхностным теплообменниками. [c.239]

Для сопоставления работы названных установок необходимо располагать данными о коэффициентах теплоотдачи в конденсационных поверхностных теплообменниках. Надежных экспериментальных данных об этих коэффициентах теплоотдачи в конденсационных сребренных поверхностных теплообменниках в литературе пока нет. Можно лишь предположить, что коэффициент теплоотдачи в них должен быть выше, чем при чисто конвективном теплоиереносе, не должен заметно отличаться от коэффициентов теплообмена между газами и водой в контактном экономайзере с кольцевыми насадками, уложенными рядами. До получения достаточных по объему и надежности данных для оценки возможных коэффициентов теплоотдачи (от продуктов сгорания газа к поверхности нагрева в зоне конденсации водяных паров) предлагается условно разделить общий поток дымовых газов (т. е. фактически парогазовой смеси) на два потока сухих газов и водяных паров. Результаты расчетов для некоторых вариантов соотношения показали, что коэффициент теплоотдачи аср растет с увеличением влаго-содержания газов и снижением их температуры для обычных условий, свойственных котлам отопительно-производственных котельных, аср должна составлять порядка 100—200 ккал/ (м Х Хч-°С), что согласуется с экспериментальными данными, полученными в насадке контактных экономайзеров, а в определенной степени также с результатами опытов Т. А. Канделаки [c.249]

Поверхность нагрева в пламенных печах получает тепло от газов и за счет конвективной теплоотдачи. С учетом конвективной теплоотдачи общее тепловосприя-тие поверхности нагрева Fm подсчитывается по уравнению [c.326]

Для расчета теплоотдачи в пучках плавниковых и ребристых труб применяются приведенные коэффициенты теплоотдачи, учитывающие совместный эффект конвективного теплообмена всей поверхности нагрева с потоком и передачи тепла теплопроводностью через металл ребер. Приведенные коэффициенты теплоотдачи относятся к полной поверхности нагргва оргбр нных труб. [c.131]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...