Теоретические основы теплотехники. Тепломассообмен. Бухмиров В.В - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ИГЭУ | Иваново

Составители: 

Рубрика: 

-22-
Формула справедлива при условии 10
3
< Gr·Pr < 10
9
, что соответствует ла-
минарному режиму течения жидкости. Турбулентный режим при свободной
конвекции на горизонтальных трубах, как правило, не наблюдается из-за мало-
го диаметра труб, используемых в теплоообменных установках.
2. Теплоотдача при свободной конвекции около вертикальных поверхно-
стей (вертикальные трубы, пластины и т.д.):
а) ламинарный режим (10
3
< Gr·Pr < 10
9
):
()()
25,0
cж
25,0
PrPrPrGr75,0Nu ⋅⋅= , (13)
б) турбулентный режим (Gr·Pr
≳ 6⋅10
10
):
()()
25,0
cж
3/1
PrPrPrGr15,0Nu ⋅⋅=
, (14)
в) переходный режим (10
9
< Gr·Pr < 6⋅10
10
).
Переходный режим отличается неустойчивостью процесса течения и теп-
лоотдачи, и теплоотдача возрастает от α
лам
до α
турбул
[1].
В формулах (13) и (14) приняты следующие определяющие параметры:
l
0
= h – высота поверхности; t
0
= t
ж
– температура жидкости вдали от стенки.
3. Теплоотдача при свободной конвекции около тел различной формы (ша-
ров, горизонтальных и вертикальных труб, вертикальных пластин и т.д.) —
формула М.А. Михеева:
()
n
PrGrCNu ⋅= . (15)
Ra=Gr⋅Pr
Режим движения С n
5⋅ 10
2
÷ 2⋅10
7
> 2⋅10
7
ламинарный
турбулентный
0,54
0,135
0,25
0,333
В формуле (15): t
0
= 0,5 ⋅ (t
ж
+ t
с
) – средняя температура; l
0
= h – высота для
вертикальных пластин и труб (цилиндров);
l
0
= d
н
– наружный диаметр для го-
ризонтальных труб (цилиндров) и шаров.
4. Теплоотдача при вынужденном движении в трубе:
а) ламинарный вязкостно-гравитационный режим (Re < 2300 и Ra > 8⋅10
5
):
(
)
l
ε=
25,0
cж
43,01,033,0
PrPrPrGrRe15,0Nu
. (16)
Поправка на начальный участок ε
l
= f (l/d), где l – длина трубы.
l/d 1 2 5 10 15 20 30 40 50
ε
l
1,90 1,70 1,44 1,28 1,18 1,13 1,05 1,02 1,00
б) турбулентный режим (Re > 10
4
):
()
l
ε=
25,0
cж
43,08,0
PrPrPrRe021,0Nu . (17)
Поправка на начальный участок:
d
2
1
l
l
+=ε , где l – длина трубы. 
     Формула справедлива при условии 103 < Gr·Pr < 109, что соответствует ла-
минарному режиму течения жидкости. Турбулентный режим при свободной
конвекции на горизонтальных трубах, как правило, не наблюдается из-за мало-
го диаметра труб, используемых в теплоообменных установках.
     2. Теплоотдача при свободной конвекции около вертикальных поверхно-
стей (вертикальные трубы, пластины и т.д.):
     а) ламинарный режим (103 < Gr·Pr < 109):
     Nu = 0,75(Gr ⋅ Pr )0, 25 ⋅ (Prж Prc )0, 25 ,                        (13)
      б) турбулентный режим (Gr·Pr ≳ 6⋅1010):
      Nu = 0,15(Gr ⋅ Pr )1 / 3 ⋅ (Prж Prc )0,25 ,                            (14)
                                     9            10
      в) переходный режим (10 < Gr·Pr < 6⋅10 ).
      Переходный режим отличается неустойчивостью процесса течения и теп-
лоотдачи, и теплоотдача возрастает от αлам до αтурбул [1].
      В формулах (13) и (14) приняты следующие определяющие параметры:
l0 = h – высота поверхности; t0 = tж – температура жидкости вдали от стенки.
      3. Теплоотдача при свободной конвекции около тел различной формы (ша-
ров, горизонтальных и вертикальных труб, вертикальных пластин и т.д.) —
формула М.А. Михеева:
      Nu = C(Gr ⋅ Pr )n .                                                    (15)


                Ra=Gr⋅Pr           Режим движения                   С           n

            5⋅ 102 ÷ 2⋅107            ламинарный                0,54            0,25
                > 2⋅107              турбулентный              0,135           0,333

    В формуле (15): t0 = 0,5 ⋅ (tж + tс) – средняя температура; l0 = h – высота для
вертикальных пластин и труб (цилиндров); l0 = dн – наружный диаметр для го-
ризонтальных труб (цилиндров) и шаров.
    4. Теплоотдача при вынужденном движении в трубе:
    а) ламинарный вязкостно-гравитационный режим (Re < 2300 и Ra > 8⋅105):
    Nu = 0,15 Re 0,33 Gr 0,1 Pr 0, 43 (Prж Prc )0, 25 ε l .                    (16)
    Поправка на начальный участок εl = f (l/d), где l – длина трубы.

  l/d       1         2        5         10           15     20         30          40   50

   εl     1,90      1,70      1,44      1,28          1,18   1,13       1,05     1,02    1,00
    б) турбулентный режим (Re > 104):
    Nu = 0,021 Re 0,8 Pr 0, 43 (Prж Prc )0,25 ε l .                                        (17)
    Поправка на начальный участок:
              2
    εl = 1 +     , где l – длина трубы.
             l d
                                               -22-

Страницы