Особенности теплоотдачи в пучках

Особенности теплоотдачи в пучках. Основные особенности теплообмена в пучках стержней вызваны неравномерным по периметру стержня касательным напряжением, а следовательно, и разным распределением скорости по нормали к поверхности неравномерной температурой по периметру условиями расположения твэлов в кассете. [c.53]

Наиболее характерной особенностью в распределении теплоотдачи при обтекании пучков труб всех типов жидким металлом является отсутствие, как и для оди ночного цилиндра, второго максимума теплоотдачи в кормовой зоне трубы. Следует также отметить, что [c.188]

Следует отметить, что возможность обобщения опытных данных по теплоотдаче к пучкам труб, омываемых жидким металлом, в поперечном направлении на основе введения в критерий Ре скорости набегающего потока (вместо скорости в наиболее узком зазоре пучка) может быть обоснована особенностями процесса теплообмена при малых числах Прандтля. Действительно, именно вследствие того, что при поперечном обтекании труб жидкими металлами влияние характера гидродинамики на теплообмен мало, теоретическое рассмотрение задачи о теплоотдаче в этом случае производится с позиции потенциального обтекания, что было более подробно рассмотрено выще. Поэтому обобщение опытных данных по теплоотдаче к жидким металлам при поперечном обтекании пучков труб по скорости набегающего потока не противоречит физической сущности процесса, а по мотивам удобства расчета это имеет некоторые преимущества по сравнению с обработкой по скорости в узком сечении. [c.193]

В книге содержится анализ теоретических и экспериментальных материалов по теплообмену, гидравлическому сопротивлению и технологии работы с жидкими металлами. Достаточно подробно изложены современные взгляды на теорию конвективной теплоотдачи. Отмечаются особенности теплообмена в жидких металлах. Анализ экспериментального материала по теплообмену приводится раздельно для течения жидких металлов в специфических геометрических формах оборудования—пучки, трубы, кольца и т.п. Уделено значительное внимание технологическим свойствам жидкометаллических теплоносителей, их очистке и химическому контролю. [c.2]

Следует отметить, что возможность обобщения опытных данных по теплоотдаче к пучкам труб, омываемых жидким металлом в поперечном направлении на основе введения в критерий Ре скорости набегающего потока (вместо скорости в наиболее узком зазоре пучка), может быть обоснована особен- [c.159]

Использование метода диффузии от системы линейных источников тепла для определения коэффициента /), при нестационарном протекании процесса имеет свои особенности. Это связано, прежде всего, с необходимостью рассматривать в общем случае задачу в сопряженной постановке, так как процессы теплопереноса в теплоносителе и в стенках труб взаимосвязаны, а условия на границе с теплоносителем неизвестны. При использовании модели течения гомогенизированной среды удается избежать необходимости определения полей температур в стенках труб и заранее задать граничные условия, используя понятие коэффициента теплоотдачи, зависящего от граничных условий. При этом тепловая инерция витых труб. учитывается введением в систему уравнений, описывающих нестационарный тепломассоперенос в пучке, уравнения теплопроводности для твердой фазы, а изменение температуры труб во времени и пространстве идентично изменению температуры твердой фазы гомогенизированной среды. Система уравнений (1.36). .. (1.40), приведенная в гл. 1, позволяет рассчитать поля температур теплоносителя и стенки труб (твердой фазы), зависящие от продольной и радиальной координат в различные моменты времени, т.е. решить двумерную нестационарную задачу. В гл. 5 будет рассмотрена система уравнений и метод ее расчета, которые позволяют решить задачу и при асимметричной неравномерности теплоподвода. Однако, как показали проведенные исследования стационарных трехмерной и осесимметричной задач, коэффициент В,, определенный для этих случаев течения, остается неизменным при прочих равных условиях. Поэтому при экспериментальном исследовании нестационарного тепломассопереноса в пучках витых труб целесообразно ограничиться рассмотрением только осесимметричной задачи. Такая задача решена впервые, поскольку все предыдущие исследования ограничивались использованием одномерного способа описания процессов нестационарного теплообмена в каналах, когда рассматривается течение с постоянной по сечению канала скоростью и температурой, которые изменяются только по длине канала. При этом температура стенки определяется из уравнения Ньютона для теплового потока по экспериментальным значениям коэффициента теплоотдачи [24, 26]. [c.57]

При меньшем живом сечении (будет больше скорость газов и выше коэффициент теплоотдачи конвекцией. Но с (повышением скорости газов сопротивление труб конвективного пучка резко возрастает. К тому же тесное расположение труб в пучке не всегда можно выполнить, особенно когда трубы ввариваются в трубные решетки. [c.191]

Зависимости для других профилей каналов, законов тепловыделения по периметру и длине, каналов с различными интенсификаторами и другими конструктивными элементами по сравнению с прямой трубой существенно усложняются. Особенно это заметно на примере данных по кризису на пучках стержней. В предыдущем параграфе уже приводились примеры использования уравнений сохранения массы для расчета кризиса теплоотдачи в сборках. Ниже дополнительно приведены две корреляционные формулы для кр в сборках определенной геометрии. [c.130]

Условия теплообмена со стороны пара в этих зонах существенно отличны. В зоне интенсивной конденсации температура паровоздушной смеси практически неизменна, а коэффициент теплоотдачи с паровой стороны имеет при входе пара в трубный пучок весьма высокое значение и заметно понижается в направлении движения паровоздушной смеси из-за падения скорости и возрастания содержания воздуха. Соответственно с этим меняются местные значения коэффициента теплопередачи и удельных тепловых нагрузок. В зоне охлаждения паровоздушной смеси значительно понижается ее температура, коэффициент теплоотдачи из-за повышения содержания воздуха получается значительно ниже он сильно зависит от скорости потока. Поскольку температуры паровоздушной смеси в обеих зонах резко отличны, а также разнятся условия теплообмена, то целесообразно для каждой зоны иметь свою теплообменную поверхность, сконструированную с учетом особенностей теплообмена в данной зоне. В соответствии с этим поверхность теплообмена в конденсаторе обычно состоит из двух частей собственно конденсатора, обеспечивающего конденсацию основной части пара, и воздухоохладителя, предназначенного для охлаждения паровоздушной смеси с целью извлечения (конденсации) возможно большей части пара и уменьшения объема отсасываемой смеси. При конструировании воздухоохладителя следует учитывать, что объемный расход смеси сравнительно невелик, а коэффициент теплоотдачи из-за значительного содержания воздуха сильно зависит от скорости. [c.223]

Особенностью формулы (12-58) является то, что она может применяться для расчета теплоотдачи в каналах с различной формой поперечного сечения — круглой, квадратной, прямоугольной, кольцевой, а также при продольном обтекании трубных пучков. При этом вместо обычного диаметра в формуле используется эквивалентный диаметр. [c.284]

Часто используется приближенный метод локального моделирования. Особенность его состоит в том, что подобие процессов осуществляется лишь в том месте, где проводится исследование теплообмена. Например, исследуя теплоотдачу при смывании жидкостью пучка труб, детально исследуют теплообмен только на одной из труб. Остальные трубы служат лишь для придания модели геометрически подобной формы. Полученный результат распространяется затем на весь пучок труб. [c.138]

Ввиду трудности точного моделирования на практике часто используется приближенный метод локального теплового моделирования. Особенность этого метода заключается в том, что подобие процессов стараются осуществить лишь в том месте, где производится исследование теплоотдачи. Например, если изучается теплоотдача при омывании жидкостью пучка труб, то в опытах в теплообмене может участвовать только одна из труб. Остальные трубы служат только для придания модели формы, подобной образцу. Данные о теплоотдаче получают из измерений, проведенных на единичной трубе. [c.168]

Исследование теплоотдачи пучка труб по методу теплового регулярного режима. Исследования теплоотдачи методом регулярного теплового режима проводились в целом ряде работ [Л. 10—14]. В некоторых случаях, как указывалось выше, этот метод облегчает постановку эксперимента, так как не требует измерения тепловых потоков, распределения температурного поля по поверхности исследуемого тела. Последнее обстоятельство особенно важно для тел, имеющих сложную геометрическую форму (лопатки и другие элементы паровых и газовых турбин, трубы с фасонными плавниками, гладкие трубы овального поперечного сечения и др.). [c.199]

С увеличением диаметра труб, образующих пучок, коэффициент теплоотдачи конвекцией значительно снижается, особенно в (Пределах диаметров 20—40 мм. [c.191]

Исследования теплоотдачи при поперечном обтекании проводились на двух экспериментальных установках, одна из которых предназначалась для работы на воде, другая — на металлическом натрии. Экспериментальные установки представляли собой замкнутые контуры с принудительной циркуляцией. Принципиально схемы обеих установок были одинаковы, отличаясь некоторыми конструктивными деталями, учитывающими особенности работы с каждым рабочим телом (обогрев, герметичность, очистка натрия от окислов с помощью холодной ловушки и т. д.). Рабочий участок представлял собой прямоугольный короб, снабженный входным ступенчатым диффузором и выходным конфузором. Опециально проведенные на воде опыты показали, что подобная конструкция обеспечивает равномерное распределение скоростей перед фронтом пучка. В работе исследовались шахматные пучки труб двух конфигураций. [c.475]

При обтекании пучка труб (фиг. 2-26 и 2-27) трубы первого ряда находятся почти в тех же условиях, что и одиночная труба. В следующих рядах коэффициент теплоотдачи возрастает, так как здесь трубы омываются уже завихренным (турбулизированным) потоком. В шахматном пучке завихрение и перемешивание особенно интенсивны нарастание коэффициента теплоотдачи происходит примерно до четвертого ряда, а в после, дующих рядах он остается постоянным [c.122]

При поперечном обтекании газами (возду- В данном случае на величину особенно сухом) трубчатых поверхностей нагрева коэффи- щественно влияют конструктивные характери-циент теплоотдачи соприкосновением также стики трубного пучка. Поэтому при попереч-определяется, исходя из основных положений, ном обтекании коэффициент теплоотдачи изложенных в разделе II настоящей книги, соприкосновением наиболее удобно опреде- [c.230]

Ниже приводятся характерные распределения локальной теплоотдачи для труб типичных компоновок пучков труб (рис. 9.3) [И]. Как и для одиночного цилиндра (рис. 9.4), особенностью распределения теплоотдачи пучков труб является отсутствие максимума в кормовой зоне, что подтверждает правильность принятых в теоретических расчетах предположений о слабом влиянии на теплообмен в кормовой зоне гидродинамики потока. [c.129]

К настоящему времени имеется довольно значительное число работ [16—22], освещающих различные аспекты теплообмена в гладкотрубных пучках, омываемых поперечным потоком жидкометаллических теплоносителей. В табл. 7.2 приведены основные тараметры этих экспериментов. Исследования проводились на различных теплоносителях в широком диапазоне параметров. Это позволило получить достаточно надежные сведения об особенностях процесса, в частности о зависимости средней теплоотдачи от скорости потока, конфигурации пучков, физико-химических условиях на поверхности теплообмена, распределении теплоотдачи по периметру труб, пульсации температуры стенки во времени и др. [c.153]

В книге предложены способы обобгцения опытных данных по нестационарному тепломассообмену в пучках витых труб при различных типах нестационарности резком и плавном изменении тепловой нагрузки при запуске и остановке аппарата и переходе с однрго режцма работы на другой режим, а также при изменении расхода теплоносителя. При этом использовались теории подобия и размерностей, на основании которых предложены критерии подобия и способы учета особенностей нестационарного процесса тепломассообмена в пучках витых труо. Определены критериальные зависимости для расчета эффективных коэффициентов диффузии и коэффициентов теплоотдачи и гидравлического сопротивления для стационарных и нестационарных условий работы, которые рекомендуется использовать при теплогидравлических расчетах теплообменных аппаратов. Рассмотрены методы расчета теплообменных аппаратов с витыми трубами с учетом межканального перемешивания, что позволяет наряду с усредненными определять и локальные параметры в рамках гомогенизированной постановки задачи. В книге анализируются и обобщаются теоретические и экспериментальные работы, выполненные как авторами, так и другими исследователями. [c.5]

Уравнения энергии для гомогенной модели теплопереноса в пучках выведены с учетом особенностей, которые имеет эта задача конечного элементарного объема, различия среднекалориметрической и среднеобъемной температур движения среды, локальной теплоотдачи при косом обтекании пучка, эффективной теплопроводности трехкомпонентной среды [19] [c.194]

Сравнивая формулы (13-8) и (13-9), можно убедиться в том, что теплоотдача в шахматных пучках при одинаковых значениях Яе протекает гораздо интенсивнее. Особенно велика разница в интенсивности теплоотдачи при сравнении продольного и поперечного обтекания пучков труб. Теплоотдача при поперечном обтекании намного интенсивнее, чем при продольном этим и объясняется стремление использовать такое явление в конструкциях котлов и теплообхменников. [c.203]

Если теплоотдающая поверхность выполнена в виде вертикального пучка труб или одиночной трубы достаточно большой высоты, то в верхней ее части скорость поднимающегося вверх пара может оказаться настолько большой, что повлияет (в сторону повышения) на коэффициент теплотдачи. То же самое относится к горизонтальным пучкам труб на верхних трубах горизонтального пучка коэффициент теплоотдачи может быть выше, чем на нижних. Влияние скорости паровой фазы особенно сильно проявляется при малых плотностях теплового потока, так как в этом случае значительна я доля теплоты выносится из пристенной области конвекцией. [c.197]

Отличие условий теплообмена при кипении на одиночной трубе и пучке труб обусловлено тем, что во втором случае при малых g и J3 теплоотдача зависит не только от процесса парообразования, но и от конвективного переноса тепла, вызванпого движением парожидкостной смеси [12, 1, 391. В [39] предложена физическая модель, поясняющая особенности теплообмена при кипении на пучке. В [40] влияние пучка объясняется не только конвективным теплопереносом, но и испарением ншдкости в пузыри во время их подъема, сближения и контактирования с перегретым слоем жидкости у каждого последующего ряда труб. [c.217]

Как видно из изложенного, особенности лучистого и конвективного теплообменов требуют различных условий для оптимальной теплоотдачи, поэтому современные печные установки, чтобы в максимальной степени использовать все возможности интенсивной теплоотдачи, во многих случаях конструируют как двухстадийные в области высоких температур— с соблюдением условий, необходимых для интенсификации теплообмена лучеиспусканием, т. е. с развитым пламенным пространством, а в области невысоких температур для газов, покидаюш,их пламенное пространство,— с развитие условий для интенсивной конвективной теплоотдачи (с П01вышенными скоростями газов в узких каналах для прохода их между изделиями или трубными пучками. Так сконструираваны, например, мартеновские печи, где зона высоких температур выполнена как пламенное рабочее пространство и где тепло передается шихте и расплавленной ванне лучеиспусканием при наивысших температурах, которые может выдержать кладка печи, а зона пониженных температур выполнена в виде тесно уложенной насадки регенератора (рис. 5-3,а) для использования тепла уходящих из пламенного пространства газов. При этом насадка может быть сделана так, что в верхней части ее, где газы все еще имеют температуру выше 1 000° С и где теплоотдача лучеиспусканием еще может играть существенную роль, каналы в насадке имеют большие размеры, а в нижних ее частях, где основную роль играет конвективная теплоотдача, — меньшие размеры. [c.184]

Таким образом, изменение во времени коэффициента Кн и к = ЛГн/А кс (см. рис. 5.4) можно объяснить прежде всего изменением турбулентной структуры потока при нестационарном разогреве пучка витых труб, приводящей к перестройке температурных, по л ей теплоносителя. Действием этого механизма переноса бьши объяснены также особенности нестационар-ногб теплообмена в каналах, исследованные в работах [24, 26]. Учитывая, что между коэффициентом теплоотдачи а и температурным полем в потоке существует связь (дТ1дг)г = Гс [c.148]

Из приведенных в табл. 20 значений постоянных С, е и п следует, что у труб первого ряда пучка коэфициент а будет наименьшим. Он увеличивается для последующих рядов, в особенности при шахматном расположении труб. Объясняется это тем, что грубы первого ряда по условиям омывания аналогичны одиночным трубам, а так как они вызывают турбулизацию проходящего через них потока газа, то последующие ряды труб омываются уже завихренным потоком, что вызывает повышение коэфициента теплоотдачи. Как показывают опыты, это повышение коэфициен-га а в результате турбулизации потока при шахматном расположении труб происходит до третьего ряда. Далее коэфициент а сохраняет свое значение постоянным. При коридорном расположении труб повышение коэфициента а заканчивается на втором ряде, ибо трубы последующих рядов как бы заслоняются передними трубами. [c.231]

Проведенный нами анализ опытных данных Хоэ с сотрудниками, Мак-Гоффа и Мостеллера показывает, что коэффициенты теплоотдачи при одинаковых значениях чисел Рейнольдса у ртути в 2 раза и более меньше, чем у натрнй-калиевого сплава. Это объясняется тем, что теплообмен ртути протекает в условиях образования контактного термического сопротивления на границе стенка — ж идкость. Вследствие большего коррозийного воадейств ия ртути на медь, чем на хром, коэффициенты теплоотдачи, особенно при малых значениях чисел Рейнольдса, в случае обтекания пучка из медных труб будут 1меньш1е, чем в случае обтекания пучка из хромированных труб. Это подтверждается значениями коэффициентов теплоотдачи, вычисленными по формулам (4-32) и (4-33). На основании изложенного можно рекомендовать формулы (4-34) и (4-35) для вычисления коэффициентов теплоотдачи истинных металлов и их сплавов, [c.236]

Коэффициенты теплоотдачи и гидравлического сопротивления при продольном омывании продольно-оребренных пучков труб с небольшой погрешностью могут быть определены по формулам для круглых труб с введением в качестве характерного размера эквивалентного диаметра d =iF/U. Небольшая погрешность возникает при применении густого оребрения, когда у основания ребер образуются угловые области, в которых происходит ламинаризация течения, и общий теплообмен может уменьшиться до 7 %. Учет приведенных особенностей течения на коэффициент теплоотдачи производится, например, по методу работы [23]. [c.106]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...