и

Необходимая длина труб

6-15. Какой длины необходимо будет выполнять трубы в условиях задачи 6-14, если коридорное расположение будет заменено шахматным и скорость в узком сечении пучка будет увеличена до ? Все остальные условия оставить без

изменений.

Ответ: .

6-16. В теплообменнике шахматный пучок труб обтекается поперечным потоком натрия. Внешний диаметр

Определить средний коэффициент теплоотдачи от труб к натрию и среднее значение плотности теплового потока на поверхности труб при условии, что средняя температура

Решение.

Расчет среднего коэффициента теплоотдачи при поперечном обтекании шахматных и коридорных пучков труб натрием можно производить по следующей формуле:

где за определяющий размер принимается диаметр

Числа Рейнольдса и Пекле соответственно равны:

Число Нуссельта и коэффициент теплоотдачи

Отсюда

6-17. Определить коэффициент теплоотдачи от поверхности труб к натрию в теплообменнике, рассмотренном в задаче 6-16, если скорость набегающего потока и средняя

воспринимаемой натрием, если средняя температура поверх-

7. ТЕПЛООТДАЧА ПРИ СВОБОДНОМ ДВИЖЕНИИ ЖИДКОСТИ

7-1. Вычислить потери теплоты в единицу времени с поверхности горизонтального теплообменника, корпус

которого имеет цилиндрическую форму и охлаждается свободным потоком воздуха. Наружный диаметр корпуса теплообменника , температура поверхности

и температура воздуха в помещении (рис.

7-1).

Ответ: .

Решение.

97

Плотность теплового потока на наружной поверхности теплообменника .

При заданных значениях температур поверхности стенки и окружающей среды вдали от стенки решение задачи сводится к определению коэффициента теплоотдачи.

Зависимость для вычисления среднего коэффициента теплоотдачи при свободном движении жидкости имеет вид:

tc tж

ø400

Рис. 7.1. К задаче 7-1

где постоянные и зависят от режима свободного движения и условий обтекания поверхности. Они являются функциями

и определяются из следующей таблицы:

По формуле индексы «ж» и «с» означают, что физические свойства жидкости выбираются соответственно при температуре жидкости вдали от поверхности

теплообмена и температуре стенки . При движении вдоль

98

вертикальной стенки за определяющий размер принимается высота поверхности теплообмена, а для горизонтального цилиндра — его наружный диаметр.

Врассматриваемом случае определяющая температура

.

При этой температуре для воздуха

Вычисляем значения комплекса:

Из таблицы находим, что при вычисленном значении комплекса постоянные в расчетном уравнении и .

Число Нуссельта

откуда

Потери теплоты в единицу времени с единицы поверхности теплообменника

7-2. В целях уменьшения тепловых потерь в условиях задачи 7-1 корпус теплообменника покрыт слоем тепловой

теплообменника, если после наложения слоя тепловой