2.22. Теплоотдача при вынужденном движении жидкости в трубах и при поперечном омывании труб и пучков труб

Особенности течения и теплообмена в трубах. Участки гидродинамической и тепловой стабилизации. Стабилизированное течение. Теплоотдача при ламинарном и турбулентном режимах течения жидкости в трубах. Теплоотдача при вынужденном поперечном омывании труб и пучков труб; расчетные уравнения. Современные методы расчета теплообмена с использованием ЭВМ. Расчетные уравнения, полученные опытным путем. [4].

Методические указания

Рассматриваются три вида вынужденного движения жидкости: внутри трубы, поперек трубы и поперек пучка труб. В каждом из видов изучается ламинарный и турбулентный режимы течения. Кроме того, при ламинарном режиме течения различают две его разновидности - вязкостный и вязкостно-гравитационный режимы. При анализе всех видов течения следует различать теплообмен в пределах начального теплового участка и теплообмен стабилизированный, а также местные и средние значения коэффициента теплоотдачи.

Вопросы для самопроверки

1. Одинаковы ли значения местного и среднего коэффициентов теплоотдачи на участке термической стабилизации?

2. Могут ли отличаться значения местного и среднего коэффициентов теплоотдачи за пределами участка термической стабилизации?

3. Применима ли известная расчетная формула Nu _ж,d=0,021·Re _ж,d ^0,8·Pr_ж^0,43(Pr_ж /Pr_с)^0,25 только для турбулентного режима течения?

4. Одинаковы ли наименования чисел подобия, включенных в формулы для вязкостного и вязкостно-гравитационного режимов течения?

5. Допускается ли применение расчетных формул, соответствующих течению в круглых трубах, для расчета теплоотдачи при течении в трубах некруглого поперечного сечения?

6. Одинаковы ли местные коэффициенты теплоотдачи по окружности трубы при поперечном ее омывании жидкостью?

7. Возможен ли при турбулентном течении коэффициент теплоотдачи у шероховатой трубы меньший, чем у гладкой трубы?

2.23. Теплоотдача при свободном движении жидкости

Теплоотдача при свободном движении жидкости вдоль вертикальной стенки, вблизи горизонтальных труб и пластин. Анализ задачи о конвективном теплообмене при свободном движении жидкости методом подобия. Расчетные уравнения теплоотдачи. Свободно - конвективный теплообмен в ограниченном пространстве. [4].

Методические указания

Необходимо освоить классификацию процессов теплоотдачи при свободном движении жидкости, уметь осуществлять выбор безразмерных уравнений, позволяющих рассчитать коэффициент теплоотдачи для каждого частного случая.

Вопросы для самопроверки

1. Подобны ли распределения температуры и скорости по толщине пограничного слоя при свободном ламинарном движении жидкости вдоль вертикальной пластины в неограниченном объеме?

2. Верно ли, что при свободной конвекции вдоль вертикальной пластины в неограниченном объеме в случае ламинарного режима коэффициент теплоотдачи, средний на участке высотой х, больше, чем коэффициент теплоотдачи местный на высоте х?

3. Можно ли моделировать условие t_c=const при свободной конвекции на вертикальной стенке, используя внешнюю поверхность вертикальной трубы, обогреваемой изнутри насыщенным паром?

4. Можно ли моделировать условие t_c=const при свободной конвекции на вертикальной стенке, используя внешнюю поверхность вертикальной трубы, обогревая ее пропусканием через нее электрического тока?

5. Возможна ли свободная конвекция вдоль вертикальной стенки без участка с ламинарным движением?

6. Возможна ли свободная конвекция вдоль вертикальной стенки без участка с турбулентным движением?

7. Зависит ли местный коэффициент теплоотдачи при турбулентном движении возле вертикальной стенки в неограниченном объеме от высоты участка?

8. Можно ли исключить свободную конвекцию в зазоре между двумя горизонтальными поверхностями, отличающимися друг от друга температурой?