Критерий Грасгофа — ;
где l=L
где Ко — коэффициент, зависящий от величины Re находится по таблице 6.3.
Таблица 6.3.
Re∙10-3 |
2,1 |
2,1 |
2,3 |
2,4 |
2,5 |
3 |
4 |
5 |
6 |
8 |
10 |
Ко |
1,9 |
2,2 |
3,3 |
3,9 |
4,4 |
6.0 |
10,3 |
15,5 |
19,5 |
27,0 |
33,3 |
εR — поправочный коэффициент на кривизну (закругление) труб:
для холодной воды εR =1
для горячей воды εR =1+1,77
εL— поправочный коэффициент на длину труб:
для холодной воды εL=1
для горячей воды εL выбрать по таблице 6.4.
Таблица 6.4.
L/d |
L |
||
до Re=2∙103 |
до Re=2∙104 |
до Re=2∙105 |
|
10 |
1,28 |
1,18 |
1,1 |
15 |
1,18 |
1,13 |
1,08 |
20 |
1,13 |
1,1 |
1,06 |
Вычислить критерий Нуссельта для горячей и холодной воды Nu1 и Nu2 по выбранным критериальным зависимостям.
Из
формулы
определить α1
и α2.
;
;
где α1 — коэффициент теплоотдачи от горячей воды стенке внутренней трубы, Вт/м2∙к;
α2. — коэффициент теплоотдачи от наружной стенки внутренней трубы холодной воде, Вт/м2∙к.
Вычислить теоретическое значение коэффициента теплопередачи и сравнить его с опытным значением:
;
Вт/м2∙К
где δ — толщина стенки внутренней трубы, м;
λ — коэффициент теплопроводности металла трубы, Вт/м∙к
7. Контрольные вопросы:
Основное уравнение теплопередачи.
Коэффициент теплопередачи, его физический смысл, размерность.
Определение режима движения теплоносителя.
Как определить температурный напор.
Схема распределения температур при противоточной и прямоточной схемах движения теплоносителей.
Критериальные уравнения в общем виде для ламинарного и турбулентного режимов движения жидкости.
Критерий теплового подобия, формула и физический смысл.
Понятие о теплообменных аппаратах, их классификация.
Таблица 6.5.
Температура tºС |
Плотность p.кг/м3 |
Теплоемкость С.Дж/кг к |
Теплопровод ность λ. Вт/м к |
Кинети - ческая вязкость ν, м2/с |
Критерий Прандтля Рr |
Коэффи - циент терми- ческого расширения β.1/к |
10 |
999,6 |
4191 |
0,575 |
1.306 10-6 |
9.52 |
9.0 10-5 |
20 |
998,2 |
4183 |
0,599 |
1.006 10-6 |
7.02 |
21.0 10-5 |
30 |
995,6 |
4174 |
0,618 |
0.805 10-6 |
5.42 |
30.0 10-5 |
40 |
992,2 |
4174 |
0,634 |
0.659 10-6 |
4.31 |
39.0 10-5 |
50 |
988,0 |
4174 |
0,648 |
0.556 10-6 |
3.54 |
46.0 10-5 |
60 |
983,2 |
4178 |
0,659 |
0.478 10-6 |
2.98 |
52.0 10-5 |
70 |
077,7 |
4187 |
0,668 |
0.415 10-6 |
2.55 |
58.0 10-5 |
80 |
971,8 |
4195 |
0,675 |
0.365 10-6 |
2.21 |
64.0 10-5 |
90 |
965,3 |
4208 |
0,680 |
0.326 10-6 |
1.95 |
70.0 10-5 |
100 |
958,3 |
4220 |
0,683 |
0.295 10-6 |
1.75 |
75.0 10-5 |