Выбор и расчет теплообменников. Виноградов С.Н - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

Критерий Прандтля
a
Pr
ν
= характеризует подобие физических
свойств теплоносителей. Для капельных жидкостей значение Рг с увеличением
температуры уменьшается. Для газов Pr
≈
1, для жидкостей Pr = 10 — 100.
Для установившегося процесса теплообмена критериальное, уравнение
теплоотдачи принимает вид
Re),Fr(Pr,fNu
3
=
.
При вынужденной теплоотдаче, когда явлением силы тяжести можно
пренебречь (например, при движении жидкостей по трубам), критерий Фруда
из уравнения может быть исключен. Тогда
,или , где А, т, п определяют опытным
путем.
Re)(Pr,fNu
4
=
nm
PrReANu ⋅=
При теплоотдаче в условиях естественной конвекции в число
определяющих критериев должен войти критерий Фруда
gl
w
Fr
2
= ,
отражающий действие сил тяжести. Однако ввиду трудности определения
скорости движения жидкости при естественной конвекции Fr целесообразно
заменить производным критерием Архимеда:
ρ
ρ
ν
Δ
=
2
3
gl
Ar
ρ
ρ
Δ
= Ga
, где
2
3
gl
Ga
ν
= - критерий Галилея.
Для расчета тепловых процессов более удобно разность плотностей
ρ
Δ
выразить через разность температур, или температурный напор , так как
tΔ
ρ
Δ ~ . При этом tΔ
t)t1(
22212
Δ
=
Δ
−
−=−=Δ
β
ρ
β
ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
или
t
2
Δ=
Δ
β
ρ
ρ
,
где
1
ρ
и
2
ρ
- плотности жидкости в точках при температурах соответственно
и . - обычно разность температур между температурой стенки и
температурой жидкости;
1
t
2
t tΔ
β
- коэффициент объемного расширения, К
-1
.
Тогда
Gr
tgl
2
3
=
Δ
ν
β
.
Критерий Грасгофа
показывает отношение сил вязкости к произведению
подъемной силы, определяемой разностью плотностей в различных точках
неизотермического потока и силы инерции. Критерий Грасгофа является
аналогом критерия Фруда и определяющим критерием теплового подобия при
естественной конвекции, когда движение жидкости обусловлено самим
10
                                                ν
       Критерий Прандтля Pr =                         характеризует подобие физических
                                                a
свойств теплоносителей. Для капельных жидкостей значение Рг с увеличением
температуры уменьшается. Для газов Pr ≈ 1, для жидкостей Pr = 10 — 100.
     Для установившегося процесса теплообмена критериальное, уравнение
теплоотдачи принимает вид Nu = f 3 (Pr, Fr , Re) .
     При вынужденной теплоотдаче, когда явлением силы тяжести можно
пренебречь (например, при движении жидкостей по трубам), критерий Фруда
из       уравнения        может       быть        исключен.       Тогда
Nu = f 4 (Pr, Re) ,или Nu = A ⋅ Rem Pr n , где А, т, п определяют опытным
путем.
     При       теплоотдаче         в      условиях    естественной        конвекции       в   число
                                                                                           w2
определяющих           критериев          должен     войти     критерий     Фруда     Fr =    ,
                                                                                           gl
отражающий действие сил тяжести. Однако ввиду трудности определения
скорости движения жидкости при естественной конвекции Fr целесообразно
заменить производным критерием Архимеда:
               gl 3 Δρ             Δρ                  gl 3
       Ar =                 = Ga          , где Ga =           - критерий Галилея.
               ν   2   ρ              ρ                ν   2

     Для расчета тепловых процессов более удобно разность плотностей Δρ
выразить через разность температур, или температурный напор Δt , так как
Δρ ~ Δt . При этом
                                                                           Δρ
       Δρ = ρ 2 − ρ 1 = ρ 2 − ρ 2 (1 − βΔt ) = ρ 2 βΔt или                      = βΔt ,
                                                                           ρ2
где   ρ 1 и ρ 2 - плотности жидкости в точках при температурах соответственно
t 1 и t 2 . Δt - обычно разность температур между температурой стенки и
температурой жидкости;            β - коэффициент объемного расширения, К-1 .
                           gl 3 βΔt
       Тогда                           = Gr .
                             ν2
      Критерий Грасгофа показывает отношение сил вязкости к произведению
подъемной силы, определяемой разностью плотностей в различных точках
неизотермического потока и силы инерции. Критерий Грасгофа является
аналогом критерия Фруда и определяющим критерием теплового подобия при
естественной конвекции, когда движение жидкости обусловлено самим
                                                      10

Страницы