- •Глава 6
- •Число Прандтля для различных веществ
- •§ 6.2. Пограничный слой
- •Контрольные вопросы
- •§ 6.3. Общий вид расчетных зависимостей для стационарного теплообмена при вынужденной конвекции
- •Контрольные вопросы
- •§ 6.4. Критерии подобия теплообмена при вынужденной конвекции При вынужденной конвекции все безразмерные критерии можно разделить на три группы:
- •Используя эти критерии и теорему подобия, следует проводить моделирование процессов и оборудования. Критерий Нуссельта
- •Контрольные вопросы
- •§ 6.7. Теплообмен при вынужденной конвекции в каналах (внутренняя задача)
- •Общие контрольные вопросы к главе 6
§ 6.7. Теплообмен при вынужденной конвекции в каналах (внутренняя задача)
Формирование профиля модуля избыточной температуры в канале происходит согласно рис.6.11. Рассмотрим случай, где- участок стабилизированного течения;lнт- участок тепловой стабилизации, который зависит от следующих характеристик:lнт=f(ж,Re,lн, и т.д.), гдеlн - участок гидродинамической стабилизации;tж0- температура жидкости на входе в канал;tж- температура в любом сечении канала.
Результаты исследований показали, что длина участка тепловой стабилизации определяется как
- для турбулентного режима;
- для ламинарного режима.
К
Рис.6.11.
Задача 1. Ламинарный, труба, локальный ax для сечения x (Reжx < 105):
(формула ЭНИН им. Г.М.Кржижановского).
Задача 2.Ламинарный, труба, средний.
Для следующего условия:
.
При формула приобретает вид
.
Задача 3.Турбулентный, труба, локальныйx (Reж,d> 2103):
, где l определяется по табл.6.1.
З
Таблица
6.1
x/d
1
2
5
10
15
l
1,38
1,27
1,13
1,05
1,00
Задача 4.Турбулентный, труба, средний(Reжd> 5103, 0,6 <Pr< 100):
,
где функция определяется из табл.6.2.
Таблица 6.2
Re |
l | |||||
L/d = 1 |
2 |
5 |
10 |
20 |
50 | |
1104 |
1,65 |
1,50 |
1,34 |
1,23 |
1,13 |
1 |
2104 |
1,51 |
1,40 |
1,27 |
1,18 |
1,10 |
1 |
1105 |
1,28 |
1,22 |
1,15 |
1,10 |
1,06 |
1 |
1106 |
1,14 |
1,11 |
1,08 |
1,05 |
1,03 |
1 |
Все эти формулы можно считать справедливыми и для некруглых каналов, если принять значение эквивалентного диаметра dэ:
,
где F- площадь сечения канала; Псм - смоченный периметр.
Задача 5. Турбулентный, кольцевой канал:
.
Эта формула справедлива для
.
Общие контрольные вопросы к главе 6
1. В чем заключаются различия критериев перехода ламинарного режима течения в турбулентный для плоских и трубчатых элементов оборудования; их физический смысл и использование при проектировании оборудования?
2. Рассчитать средний коэффициент теплоотдачи и отдаваемую охлаждающей водой мощность для кольцевого канала элемента оборудования, если известен расход воды и температура внутренней поверхности канала.
3. Как влияют параметры потока на длину участков тепловой и гидродинамической стабилизации при ламинарном изотермическом и неизотермическом течении в каналах?
4. Объяснить, почему в расчетных критериальных зависимостях в кольцевых каналах за характерный размер принимается разность внутренних и внешних диаметров.