Лабораторный практикум по курсу "Процессы и аппараты". Гидромеханические и тепловые процессы. Николаев Г.И - 48 стр.

UptoLike

Рубрика: 

Ξ
δ
λ
δ
λ
δ
λ
δ
=++=++
загр 1
загр 1
загр 2
загр 2
загр1 ст загр
2
l
ст
ст
rrr
где δ
загр.1
и δ
загр.2
- толщина загрязнения (ржавчин) со стороны теплоносителя и рас-
твора, м; формула (13.3);
r
эагр.1
и r
загр
.
2
- термические сопротивления проводимости тепла через загрязнения
стенки со стороны теплоносителя и раствора;
r
ст
- термическое сопротивление проводимости тепла через стенку нагрева.
Коэффициент теплопередачи всегда стремиться к наименьшей величине ко-
эффициентов теплоотдачи.
Для интенсификации тепловых процессов необходимо сначала оценить коэф-
фициенты теплоотдачи, которые зависят от свойств теплоносителей и обрабатываемого рас-
твора и характера их движения: в соответствии с этим методика определения коэффициента
теплоотдачи различна.
Определение коэффициентов теплоотдачи
I. Если теплоотдача происходит без изменения агрегатного состояния теплоносителя и
раствора (жидкость или газ) при вынужденном его движении, коэффициент теплоотдачи оп-
ределяют из критериального уравнения, имеющего общий вид:
Nu=f(Re,Pr,Gr
) (13.4)
Nu=dl / λ - критерия Нуссельта, ,
Gr=(d
3
g / v
2
)* β∆t - критерия Грасгофа;
Pr=cµ/λкритерия Прандтля;
Re=ud
э
/ v - критерия Рейнольдса.
где
β
- коэффициент объемного теплоносителя, Па
-1
.
dдиаметр аппарата, м;
lгеометрический праметр аппарата, м;
с, λ, µ, vудельная теплоемкость, коэффициент теплопроводности, динамическая
вязкость, кинематическая вязкость (Дж/кг
0
К, Вт/м
0
К, Па.с, м
2
/с ):
uскорость потока, м/с;
t – разность температур, между стенкой и средой.
1. При нагревании или охлаждении в прямых трубах или каналах
а) при Re>10000 - турбулентный режим ,
Nu= 0,021 Re
0,8
Pr
0,43
, (13.5)
б) при 10000>Rе>2320 - переходный режим
Nu=0,008 Re
0,9
Pr
0,43
(13.6)
в) при Rе<2320 - ламинарный режим
Nu=0,17 Re
0,33
Pr
0,43
Ge
0,1
(13.7)
2. При движении среды в кольцевом канале теплообменникатруба в трубе
                      δ   δ з аг р 1   δ    δ з аг р 2
                  Ξ     =            + ст +            = rз аг р1 + rс т + rз аг р2
                      λ   λ з аг р 1   λст  l з аг р 2
       где δзагр.1 и δзагр.2 - толщина загрязнения (ржавчин) со стороны теплоносителя и рас-
твора, м; формула (13.3);
       rэагр.1 и rзагр.2 - термические сопротивления проводимости тепла через загрязнения
стенки со стороны теплоносителя и раствора;
       rст - термическое сопротивление проводимости тепла через стенку нагрева.

       Коэффициент теплопередачи всегда стремиться к наименьшей величине ко-
эффициентов теплоотдачи.
       Для интенсификации тепловых процессов необходимо сначала оценить коэф-
фициенты теплоотдачи, которые зависят от свойств теплоносителей и обрабатываемого рас-
твора и характера их движения: в соответствии с этим методика определения коэффициента
теплоотдачи различна.

                            Определение коэффициентов теплоотдачи

      I. Если теплоотдача происходит без изменения агрегатного состояния теплоносителя и
раствора (жидкость или газ) при вынужденном его движении, коэффициент теплоотдачи оп-
ределяют из критериального уравнения, имеющего общий вид:


                               Nu=f(Re,Pr,Gr)                        (13.4)


      Nu=dl / λ - критерия Нуссельта, ,
      Gr=(d3g / v2)* β∆t - критерия Грасгофа;
      Pr=cµ/λ – критерия Прандтля;
      Re=udэ / v - критерия Рейнольдса.
       где β - коэффициент объемного теплоносителя, Па-1.
           d – диаметр аппарата, м;
          l – геометрический праметр аппарата, м;
          с, λ, µ, v – удельная теплоемкость, коэффициент теплопроводности, динамическая
вязкость, кинематическая вязкость (Дж/кг 0К, Вт/м0К, Па.с, м2/с ):
           u – скорость потока, м/с;
          ∆t – разность температур, между стенкой и средой.

      1. При нагревании или охлаждении в прямых трубах или каналах
      а) при Re>10000 - турбулентный режим ,
                                Nu= 0,021 Re0,8 Pr0,43 ,             (13.5)
      б) при 10000>Rе>2320 - переходный режим

                                 Nu=0,008 Re0,9 Pr0,43             (13.6)

      в) при Rе<2320 - ламинарный режим

                           Nu=0,17 Re0,33 Pr0,43 Ge0,1            (13.7)

       2. При движении среды в кольцевом канале теплообменника “труба в трубе”