Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Теплотехника -> Чечеткин А.В. -> "Теплотехника" -> 66

Теплотехника - Чечеткин А.В.

Чечеткин А.В. Теплотехника: Учеб. для хим.-технол. спец. вузов — М.: Высш. шк., 1986. — 344 c.
Скачать (прямая ссылка): teplotech.pdf
Предыдущая << 1 .. 60 61 62 63 64 65 < 66 > 67 68 69 70 71 72 .. 125 >> Следующая

179
При Pr = 1 формула (2.266) принимает вид
Nu.,. = 0,0296 Re°>8
(2.267)
Nu, = 0,037 Re
0,8
(2.268)
В этом случае уравнения (2.267) и (2.268) очень хорошо совпадают с результатами эксперимента.
При Рг Ф 1 формула (2.266) должна быть скорректирована. В этом случае рекомендуются эмпирические уравнения:
№х. = 0,03 Re°•8 Ргж-43 (Ргж/Ргс)°>25; (2.269)
N11, = 0,037Ке°}8 Ргж-43 (Ргж/Ргс)0-25. (2.270)
Для газов среднее значение а по длине пластины / может быть рассчитано по формуле
1Чиж/ = 0,032 РежД (2.271)
На рис. 2.35 приведены данные по теплообмену на поверхности пластины. Критериальные зависимости (2.269) и (2.270) можно решить относительно а, подставив значения критериев. Тогда зависимость коэф-
3 2
10 8 6
4 3
10
<
SP® 4
i v+



о - 1 -
® -2
Ф -3-
x -4 + -5
+ -6 ф -7 e -8 -о — 9 ~ e -10 e -// • -12 © -13
® -M
№ж1 ,




Щ V 1 1 /'

Vd
/ t .

'П /

_______tif / /

i / яГ

г
' t > /

>



2 3 4 5 7 9 10ч 2 3 4 5 6 8 10s 2 3 4 5 6 в 1Q6 2 3
Рис. 2.35. Местная теплоотдача пластины, омываемой продольным потоком воздуха: / — при ламинарном пограничном слое; II — при турбулентном пограничном слое (м/с):
1 - 260; 2 - 245; 5 - 220 ; 4 - 188; 5 - 162; 6 - 139; 7 - 82,5; 8 - 62,5; 9 - 42,3; 10 - 40,1; 11 - 34,1; 12 - 5,4; 13 - 13,2; 14 - 8,45
180

4 6 8 Ю5 2 4 6 8 Ю5 1 * 6 д //77
Рис. 2.36. Локальная и средняя теплоотдача пластины при турбулентном течении жидкости
фициента а от определяющего линейного размера выразится формулой а = Сх~0,2, или а = СГ0,2, где С — величина, включающая скорость и физические параметры, не зависящие от х.
На рис. 2.36 приведены результаты обобщения опытных данных при турбулентном пограничном слое, полученные М. А. Михеевым. Приведенные формулы действительны при постоянной температуре тепло-обменной поверхности. За расчетную длину пластины / принимают длину обогреваемого участка.
Теплоотдача при вынужденном течении жидкости в трубах. Расчет теплоотдачи при движении жидкости в трубах представляет особый интерес, так как трубчатые аппараты и теплообменники нашли самое широкое распространение на химических производствах.
Течение жидкости в трубах отличается рядом особенностей. Понятия гидродинамического и теплового пограничного слоев в том смысле, в каком они были использованы для расчета теплообмена при плоском течении, сохраняют силу лишь для начального участка трубы, пока пограничные слои, утолщаясь по течению, не сомкнутся, заполняя поперечное сечение трубы. Начиная с этого момента влияние трения распространяется на все поле движения. Различают два режима движения в трубах — ламинарный и турбулентный. Критическое значение числа Рейнольдса Кекр = 2300. В чисто ламинарной области течения при
181
скоростях, соответствующих значению критического числа Рейнольдса Ке < 2300, теплота передается только путем теплопроводности, перпендикулярно направлению течения. С ростом скорости ламинарное движение все более разрушается. При Ке ^ 10000 устанавливается устойчивый турбулентный режим. Возникает перемешивание, интенсифицирующее конвективный теплообмен. Теплота передается теплопроводностью лишь в очень тонком ламинарном подслое, откуда она передается в глубь потока движущимися частицами жидкости, называемыми турбулентными полями. При увеличении скорости интенсивность турбулентного перемешивания растет, что ведет к уменьшению толщины пограничного слоя. При этом снижается термическое сопротивление пограничного слоя, что также ведет к интенсификации теплообмена.
Режим течения, соответствующий значениям критерия Рейнольдса 2300 < Ке < 1 • 104, называется переходным. В этом случае в потоке могут сосуществовать ламинарная и турбулентная области.
При ламинарном изотермическом течении жидкости внутри технически гладкой трубы устанавливается параболический профиль скоростей. При турбулентном потоке распределение скорости по поперечному сечению имеет иной характер. Максимальный градиент скорости относится к ламинарному подслою, а в ядре потока эпюра скоростей имеет пологий характер усеченной параболы (рис. 2.37).
Как в случае ламинарного, так и в случае турбулентного движения стабилизация потока с характерным для этих режимов распределением скоростей по сечению наступает не сразу при входе потока в трубу. Во входном сечении трубы профиль скорости плоский, а эпюра имеет вид прямоугольника. Под действием сил трения образуется ламинарный пограничный слой, толщина которого растет по мере удаления от входного сечения и затем пограничные слои сливаются. При турбулентном режиме течения, при скоростях, соответствующих Ле > 1 • 104, ламинарный слой разрушается и переходит в турбулентный пограничный слой с ламинарным подслоем. После смыкания пограничных слоев течение приобретает стабилизированный турбулентный характер (рис. 2.38). Начальный участок трубы, на котором устанавливается стаби-
Предыдущая << 1 .. 60 61 62 63 64 65 < 66 > 67 68 69 70 71 72 .. 125 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed