1. Значення параметрів критеріальної залежності при вимушеному русі теплоносіїв
Вид руху теплоносія |
А |
|
𝑛 |
Турбулентний рух в трубі |
0,021 |
0,8 |
0,43 |
Ламінарний рух в трубі |
0,15 |
0,33 |
0,43 |
Поперечне обтікання труби: (10
Re (10 |
0,5 0,25 |
0,5 0,6 |
0,38 0,38 |
Поперечне обтікання коридорних пучків труб |
0,23 |
0,65 |
0,33 |
Поперечне обтікання шахматних пучків труб |
0,41 |
0,6 |
0,33 |
Турбулентний
рух біля плоскої стінки ( |
0,037 |
0,8 |
0,43 |
Ламінарний рух біля плоскої стінки |
0,66 |
0,5 |
0,43 |
Перемішування мішалками в апаратах з рубашками із змієвиком |
0,36 0,87 |
0,67 0,62 |
0,33 0,33 |
)
Re
)
)
При стіканні рідини плівкою по вертикальній поверхні використовують слідуюче рівняння:
При турбулентному стіканні плівки (Re 2000)
=
0,01
(3)
де
=
/
- критерій Галілея
при ламінарному стіканні стінки (Re 2000)
Nu
= 0,67
(4)
Для вільної конвекції, тобто при відносному русі теплоносія тільки за рахунок різниці щільності нагрітих і холодних його об’ємів
Nu
= В
(
(5)
Нижче наведені значення параметрів критеріальної залежності при вільному русі теплоносіїв:
|
В |
р |
|
Горизонтальні труби, ламінарний режим |
0,5 |
0,25 |
10³- |
Вертикальні труби та плоскі вертикальні поверхні |
0,76 |
0,95 |
10³- |
Турбулентний режим |
0,15 |
0,33 |
|
Для газів значення критерія Прандтля зі зміною температури не міняється, тому у всіх критеріальних рівняннях зникає температурна поправка на напрям теплового потоку ( .
у всіх рівняннях критерій Нуссельта
α
𝑙/
,
де
λ
- коефіцієнт тепловіддачі; 𝑙
- визначаючий геометричний розмір (для
труби d
- діаметр, для горизонтальної стінки -
висота);
цієнт
теплопровідності теплоносія.
Критерій Рейнольдса
𝑙/
де
лінійна
швидкість;
Критерій Прандтля
,
де
=
/
)
- температуропровідність
теплоносія.
Критерій Грасгофа
β
де g - прискорення вільного падіння; β - термічний коефіцієнт об’ємного розширення, для газів β = 1/( + 273) .
Для тепловіддачі при перемішуванні рідин мішалками
Nu
= 𝐶
(6)
Де
𝐶
=
0,36,
=
0,67 для апаратів з "рубашками"; 𝐶
= 0,87,
для апаратів із змієвиками.
Зміст критеріїв подібності в цьому випадку:
Nu
= α
D/
,
𝑛
/
,
=
,
Де
D
- діаметр
апарата; 𝑛
- частота обертання мішалки,
;
Всі фізичні величини, які входять в критерії подібності, визначаються:
у
випадку примусового руху (і при
перемішуванні мішалками) при середній
температурі рідини
=
(
, за виключенням величин, які входять в
критерій
, визначаємих при середній температурі
стінки
; у випадку вільної конвекції і стікання
рідини плівкою - при середній температурі
приграничного шару (плівки)
=
(
.
Додаток. Табл. 1. Фізичні властивості води на лінії насичення (перерахунок в СІ: 1 кгс/см²=9,81 Па)
кгс/см²
|
t °С |
ρ, кг/м³ |
і, кДж/кг
|
с,
|
λ,
|
α
|
µ
|
|
r,
|
|
1 |
0 |
1000 |
0 |
4,23 |
55,1 |
1,31 |
1790 |
1,79 |
2793 |
13,7 |
1 |
10 |
1000 |
41,9 |
4,19 |
57,5 |
1,37 |
1310 |
1,31 |
24700 |
9,52 |
1 |
20 |
998 |
83,8 |
4,19 |
59,9 |
1,43 |
1000 |
1,01 |
2448 |
7,02 |
1 |
З0 |
996 |
126 |
4,18 |
61,8 |
1,49 |
804 |
0,81 |
2425 |
5,42 |
1 |
40 |
992 |
168 |
4,18 |
63,4 |
1,53 |
657 |
0,66 |
2403 |
4,31 |
1 |
50 |
988 |
210 |
4,18 |
64,8 |
1,57 |
539 |
0,556 |
2380 |
3,54 |
1 |
60 |
983 |
251 |
4,18 |
65,9 |
1,61 |
47*0 |
0,478 |
2357 |
2,98 |
1 |
70 |
978 |
293 |
4,19 |
66,8 |
1,63 |
406 |
0,415 |
2333 |
2,55 |
1 |
80 |
972 |
335 |
4,19 |
67,5 |
1,66 |
355 |
0,365 |
2310 |
2,21 |
1,03 |
90 |
965 |
377 |
4,19 |
68,0 |
1,68 |
315 |
0,326 |
2285 |
1,95 |
1,03 |
100 |
958 |
419 |
4,23 |
68,3 |
1,69 |
282 |
0,295 |
2260 |
1,75 |
1,46 |
110 |
951 |
461 |
4,23 |
68,5 |
1,69 |
256 |
0,268 |
2234 |
1,58 |
2,02 |
120 |
943 |
503 |
J.23 |
68,6 |
1,72 |
-23І |
0.244 |
2207 |
1,43 |
2,75 |
130 |
.935 |
545 |
4,27 |
68,6 |
1,72 |
212 |
0,226 |
2179 |
1,32 |
3,68 |
140 |
926 |
587 |
3,27 |
68,5 |
1,72 |
196 |
0,212 |
2150 |
1,23 |
4,85 |
150 |
917 |
629 |
4,32 |
68,4 |
1,72 |
185 |
0,202 |
2120 |
1,17 |
6,30 |
160 |
907 |
671 |
4,36 |
68,3 |
1,72 |
174 |
0,91 |
2089 |
1,1 |
8,08 |
170 |
897 |
713 |
4,40 |
67,9 |
1,72 |
163 |
0,181 |
2065 |
1,05 |
10,23 |
180 |
887 |
755 |
4,44 |
67,5 |
1,72 |
153 |
0,173 |
2021 |
1,01 |
,
м²/с
, Па ∙ с
,
м²/с