39. Сұйықтың құбырдағы ламинарлық қозғалысындағы жылуалмасу

Тәжірибе мен теория көрсеткендей, сұйықтың құбырдағы қозғалысындағы жылуалмасу құбыр бойымен бірдей болмайды. Құбырдың бастапқы жағында температуралық қалыптасу телімі l_қ.т орын алады. Құбырға кіру жағында жылуалмасу коэффициенті максималды болады, сонан соң күрт төмендейді де қалыптасу телімінен өткен соң, оның мәні тұрақтанады. Тұрақтану бөлігінде α -ның мәні көп шамаларға байланысты болады: жылуөткізгіштікке, Re санына, тұрақталған ағысқа ж.б. Мұнда орташа жылдамдық .

Ламинарлы қозғалыста екі түрлі изотермиялық емес қозғалыс тәртіптері бар: тұтқырлы және тұтқырлы-гравитациялы.

Тұтқырлы тәртіп қозғалысы тұтқырлы сұйықтардың еркін конвекциясы орын алмаған кезіне сәйкес келеді. Мұнда құбырдың қабырғасына (немесе кері қарай) жылу беру процесі тек қана жылуөткізгіштікпен іске асырылады.

Тік тегіс құбырдағы тұтқырлы қозғалыста М.А.Михеев орташа жылуалмасу коэффициентін келесі формуламен анықтауды ұсынады:

Nu_cd=0.15 Re^0.33Pr^0.43 (Pr_c/Pr₆)^0.25 (14.20)

Егер Gr∙Pr>8∙10⁵ болса, онда ағыс тәртібі тұтқырлы-гравитациялы болады. Ол тәртіп үшін -ны қанағаттанарлық дәлдікпен табатын формуланы М.А.Михеев ұсынған

Nu_cd=0.15 Re^0.33Pr^0.43Gr^0.1(Pr_c/Pr₆)^0.25 (14.21)

Жылутасығыш ретінде ауа болған кезде бұл формула жеңілденеді:

Nu_cd=0.13 Re^0.33Gr^0.1 (14.22)

.

Келтірілген формулалардан Nu санын тауып, сол арқылы жылуалмасу коэффициенті есептелінеді

40. Сұйықтың құбырдағы турбулентті қозғалысындағы жылуалмасу

Турбулентті қозғалыс кезңнде ағынның құрылысы күрделі болып келеді. Қабырға маңында ламинарлы үлпекше сақталып қалады. Практикалық есептерде орташа жылдамдық былай табылады

w=V/F (14.23)

мұндағы V- сұйықтың көлемдік мөлшері, м³/с; F-құбырдың қимасының ауданы, м².

Турбулентті қозғалыста сұйық өте қарқынды араласатындықтан, еркін конвекция жылуалмасуға әсер етпейді десе де болады. Сондықтан Грасгоф санын есепке алмауға болады. Құбырдағы сұйықтың қыздырылуы немсе салқындауы (Pr_c/Pr₆)^0.25 мүшесі арқылы есепке алынады.

Қарқынды турбулентті тәртіптегі (Re_cd>104) l/d>50 болғанда М.А. Михеев келесі формуланы ұсынады:

Nu_cd=0.021 Re^0.8Pr^0.43Gr^0.1(Pr_c/Pr₆)^0.25 (14.24)

Ауа үшін ( ) аталған формула оңайланады

Nu_cd=0.018 Re_cd^0.8 (14.25)

Анықтауыш температура ретінде ағынның орташа температурасы, ал анықтауыш өлшем ретінде – дөңгелек құбырдың диаметрі немесе кез келген пішінді құбырдың эквивалентті диаметрі алынған. Формулалар мына шектерде қолданылады:

Re_cd=1∙10⁴-5∙10⁶ және Pr_c=0,6-2500