Теоретические основы теплотехники. Ляшков В.И. - 108 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

φ
w
ε
φ
102030405060708090
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
при Re < 1000
;,)Pr/(PrPrRe,Nu
жопр
,
сж
0,38
ж
,
ж,
ж,
tt
d
d
==
25050
50
при Re ≥ 1000
;,)Pr/(PrPrRe,Nu
жопр
,
сж
0,38
ж
,
ж,
ж,
tt
d
d
==
25060
250
Одиночные трубы редко используются в конструкциях. Обычно в теплообменной аппаратуре трубы компонуются в
пучки, которые бывают шахматными, коридорными и каскадными. Схемы таких пучков приведены ниже на рис. 2.49.
s
2
s
2
s
1
w
s
1
a)
w
б)
в)
г)
Рис. 2.49 Схемы трубных пучков:
a – коридорный пучок; б – шахматный пучок;
в – каскадный пучок с расположением труб по сторонам и вершинам
шестиугольников; г – каскадный пучок с наклонным расположением осей труб
Основными характеристиками пучка, определяющими его плотность, являются диаметр труб d и величины
относительного продольного и поперечного шагов
S
2
/d и S
1
/d. Чем меньше эти отношения, чем ближе к 1,0, тем плотнее
пучок. При
S/d < 2 пучки считают плотными.
Любой пучок является сильнейшим турбулизатором потока. При этом трубы первого ряда (по ходу теплоносителя)
работают точно так же, как одиночная труба. А вот на трубы второго, третьего и других рядов набегает поток, уже
турбулизированный трубами предыдущих рядов. Поэтому интенсивность теплоотдачи здесь несколько увеличивается.
Правда степень турбулизапии даже после первых двух-трех рядов настолько возрастает, что следующие ряды труб уже мало
ее увеличивают, поэтому в глубине пучка, начиная с третьего-четвертого рядов значение коэффициента
α становится
одинаковым для любой трубы. Если у коридорного пучка величину
α в глубине пучка принять равной за единицу, то на
трубах первого ряда это будет только 0,6, на трубах второго ряда – 0,9, на третьем ряду – 0,99 и далее везде 1,0.
Для расчета среднего коэффициента теплоотдачи для этой группы подобных явлений на основании опытных данных
получены следующие критериальные уравнения:
– для коридорных пучков
;,)Pr/(PrPrRe,Nu
жопр
,
сж
0,33
ж
,
ж,
ж,
tt
d
d
==
250650
260
– для шахматных пучков
.,)Pr/(PrPrRe,Nu
жопр
,
сж
0,33
ж
,
ж,
ж,
tt
d
d
==
25060
410
Любые каскадные пучки по своей схеме близки к шахматной компоновке и для их расчета рекомендуется
критериальное уравнение шахматных пучков.
Если число рядов труб вдоль по потоку больше десяти, то некоторое уменьшение
α на трубах первых рядов в целом не
меняет среднего значения
α для всего пучка. Когда же число рядов невелико (п < 10), что встречается достаточно часто в
различных радиаторах, калориферах и т.п., среднее значение
α для всего пучка находят по формуле
,
5,0
)2(
4
421
α
−
=
α−+α+α
=α
n
n
n
n
где п – число рядов труб; α
4
– коэффициент теплоотдачи, рассчитанный для труб, расположенных в глубине пучка.
При одинаковых габаритах и весе теплоотдача в шахматных пучках обычно на 20 … 30 % выше, поскольку они
получаются плотнее.
В плотных пучках турбулизация интенсивнее и теплоотдача несколько выше. Это обычно учитывают введением в
критериальные уравнения поправочного множителя
ε
s
= (S / d)
1/6
при S / d < 2 (в качестве S / d принимается меньшее из
отношений
S
1
/ d или S
2
/ d).
В отдельных случаях натекание теплоносителя на трубы пучка происходит не перпендикулярно их оси, а с некоторым
углом атаки
ϕ, отличным от 90°. Тогда омываемое сечение каждой трубы не круг, а эллипс (см. рис. 2.50). Длина ламинарной
части пограничного слоя и средняя толщина его при этом увеличиваются, зона отрыва слоя смещается к корме и захватывает
меньшую площадь трубы. В результате средний коэффициент теплоотдачи
α при уменьшении угла атаки ϕ уменьшается. В
расчетах это учитывают поправочным множителем
ε
ϕ
, величина которого была определена опытным путем и приводится в
справочниках в виде графика, показанного на рис. 2.51.
В случае, когда
ϕ < 10°, считают, что движение теплоносителя происходит вдоль труб пучка и расчет ведут по
формулам, рекомендованным для расчетов теплоотдачи при движении теплоносителя в трубах и каналах. При этом условно
считают, что канал имеет форму, показанную на рис. 2.52, и для такого сечения рассчитывают величину
d
экв
.
2.3.8 Теплоотдача при конденсации
Познание начинается с удивления

Страницы