АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Вынужденная конвекция в трубах и каналах

Читайте также:
  1. Вынужденная безработица и ее формы
  2. Вынужденная конвекция в трубах и каналах.
  3. Вынужденная конвекция при внешнем обтекании тела.
  4. Вынужденная конвекция при внешнем обтекании тела.
  5. Неустановившееся движение жидкости в трубах. Гидравлический удар в трубах.
  6. Свободная конвекция в неограниченном пространстве.
  7. Свободная конвекция в неограниченном пространстве.
  8. Свободная конвекция в ограниченном пространстве.

 

 

В зависимости от значения критерия Рейнольдса существует ламинарный (), турбулентный () и переходный () от ламинарного к турбулентному режиму течения.

Определяющие параметры для расчета критерия Рейнольдса:

; - внутренний диаметр трубы;

- средняя по сечению трубы скорость движения флюида.

 

Теплоотдача при ламинарном движении текучей среды в трубах (Re£2300)

 

При ламинарном режиме движения в прямых гладких трубах и наличии участков гидродинамической и тепловой стабилизации для более точной аппроксимации экспериментальных данных выделяют два подрежима – ламинарный вязкостный и ламинарный вязкостно-гравитационный. Ламинарный вязкостный режим течения имеет место при числах Рэлея Ra < 8×105, а ламинарный вязкостно-гравитационный режим при числах Рэлея Ra 8×105.

Определяющие параметры для расчета критерия Рэлея:

, где ; - внутренний диаметр трубы.

 

А. Ламинарный вязкостный режим движения флюида в трубах (R e£ 2300; Ra < 8×105)

Средняя по длине теплоотдача определяется по формуле Б.Г.Петухова, полученная при и

.

Определяющие параметры:

, где ; – внутренний диаметр трубы;

- средняя по сечению скорость движения флюида.

Замечание. Значение выбирают для флюида при температуре стенки Tw.

Величина – поправка на начальный участок гидродинамической стабилизации потока. Эта поправка вводится, если перед обогреваемым участком трубы отсутствует участок гидродинамической стабилизации):

если ,то ;

если то ,

где – длина трубы.

Определяющие параметры в формулах для расчета :

; - внутренний диаметр трубы;

- средняя по сечению скорость движения флюида.

Б. Ламинарный вязкостно-гравитационный режим движения текучей среды в трубах (Re £ 2300; Ra > 8×105)

Приближённая оценка среднего коэффициента теплоотдачи может быть произведена по критериальному уравнению, полученному М. А. Михеевым:

,

где – поправка, учитывающая зависимость физических свойств текучей среды от температуры.

Определяющие параметры:

– средняя температура флюида в трубе;

- внутренний диаметр трубы;

- средняя по сечению скорость движения флюида.

Поправочный коэффициент учитывает влияние начального участка тепловой и гидродинамической стабилизации потока:

если , то ;

если , то значение определяется по таблице

Таблица. Значение при вязкостно-гравитационном режиме

                 
1,9 1,7 1,44 1,28 1,18 1,13 1,05 1,02  

 

Теплоотдача при турбулентном режиме течения (Re > 104)

Средняя теплоотдача при турбулентном течении несжимаемой жидкости с числами Pr>0,7 и Re>104 в прямых гладких трубах рассчитывается по формуле М. А. Михеева [4]:

,

где – поправка, учитывающая зависимость физических свойств текучей среды от температуры.

Величина – поправка, учитывающая изменение коэффициента теплоотдачи на начальном участке гидродинамической и тепловой стабилизации:

при >50 =1;

при <50 .

Определяющие параметры:

– средняя температура флюида в трубе;

– внутренний диаметр трубы;

– средняя по сечению скорость движения флюида.

 

Теплоотдача при переходном режиме течения флюида (2300 ≤Re ≤ 104)

 

Переходный режим течения характеризуется перемежаемостью ламинарного и турбулентного течений. Приближённо коэффициент теплоотдачи можно рассчитать по формуле [4]:

,

где – поправка, учитывающая зависимость физических свойств текучей среды от температуры; значение комплекса K0 зависит от числа Рейнольдса и приведено в таблице; поправка на начальный участок рассчитывается также как и при турбулентном режиме течения флюида.

 

Таблица. Зависимость комплекса К0 от числа Рейнольдса

Re·10-3 2,2 2,3 2,5 3,0 3,5 4,0            
K0 2,2 3,6 4,9 7,5   12,2 16,5          

Определяющие параметры:

– средняя температура флюида в трубе;

- внутренний диаметр трубы;

- средняя по сечению скорость движения флюида.

 

Переходный режим течения флюида в прямых гладких трубах также можно рассчитать и по методике, изложенной в [10]:

,

где и числа Нуссельта, рассчитанные по формулам ламинарного и турбулентного режимов соответственно, γ – коэффициент перемежаемости равный

.

 

Теплоотдача при движении газов в трубах

 

Для газов температурная поправка »1, а и вышеприведенные критериальные формулы приводится к виду:

ламинарный режим ;

турбулентный режим ;

переходный режим .

 

 

Теплоотдача при движении текучей среды в каналах

произвольного поперечного сечения

 

Все вышеприведенные критериальные формулы для расчета теплоотдачи в круглой трубе применимы и для каналов другой формы сечения (прямоугольной, треугольной, кольцевой), при продольном омывании пучков труб (в трубе большого диаметра расположено несколько труб меньшего диаметра и флюид движется вдоль труб), а также при движении жидкости, не заполняющей всего сечения канала. При этом в качестве характерного размера следует применять э квивалентный или гидравлический диаметр

,

где f- площадь поперечного сечения потока, м2; P – смоченный периметр потока (независимо от того, какая часть периметра участвует в теплообмене), м.

 

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.009 сек.)