3.2 Тепловіддача при примушеному русі рідини у трубах та при поперечному обтіканні труб та пучків труб

Студент повинен знати особистості течії теплообміну в трубах. Знати поняття: «ділянки гідродинамічної та теплової стабілізації» та «стабілізована течія».

Уявляти загальний вид рівнянь для розрахунку тепловіддачі при течії рідини у трубах та при поперечному обтіканні труб та пучків труб.

Вміти користуватися допоміжною літературою та підручниками.

Питання до самоконтролю

3.2.1 Чи однакові значення місцевого та середнього коефіцієнтів тепловіддачі на ділянці термічної стабілізації?

3.2.2 Чи можуть відрізнятися значення місцевого та середнього коефіцієнтів тепловіддачі за межами ділянки термічної стабілізації?

3.2.3 Чи можливі при течії рідини у трубах такі умови теплообміну, при яких значення числа Nu наближається до постійного значення 4,36 не залежно від критеріїв подібності?

3.2.4 Чи можна використовувати знайому розрахункову формулу:

Nu_р= 0,021 · Rе_р^0,8 · Рr_р^0,43(Рr_р´/ Рr_с)^0,25 тільки для турбулентного режиму течії рідини?

3.2.5 Чи однакові показники ступеню при Rе у розрахунковій формулі (див. пит. 3.2.4) для середнього α та у подібної розрахункової формули для місцевого α?

3.2.6 Чи однакові найменування чисел подібності, що входять до складу формул для розрахунку в'язкістного та в'язкістно - гравітаційного режимів течії рідини у трубах?

3.2.7 Чи можна допустити використання розрахункових формул, що використовуються при течії рідини у круглих трубах, для розрахунку тепловіддачі при течії у трубах не круглого поперечного перерізу?

3.2.8 Чи можна використовувати безрозмірні формули, що описують течію рідини у трубах для розрахунку тепловіддачі при поперечному обтіканні труб?

3.2.9 Чи однакові місцеві коефіцієнти тепловіддачі по довжині кола труби при поперечному обтіканні її рідиною?

3.2.10 Чи зростає коефіцієнт тепловіддачі при зовнішньому обтіканні труби від кута атаки?

3.2.11 Чи вірно, що перший по ходу рідини ряд труб у пучку має більш високий коефіцієнт тепловіддачі, ніж наступні ряди?

3.2.12 Чи можна при турбулентній течії рідини досягнути значень коефіцієнту тепловіддачі у шорсткої труби менше, ніж гладкої?

3.3 Теплообмін при кипінні рідини та конденсації чистої пари

При вивченні процесу конденсації пари студенту необхідно уявляти собі загальну класифікацію процесів: в об’ємі чи на поверхні; плівкову чи крапкову; при нерухомому стані чи при русі пари. У випадку плівкової конденсації розрізняють наступні режими течії плівки конденсату: ламінарний чи турбулентний.

При вивченні теми слід привернути увагу на особливість написання числа Rе для плівки конденсату згідно з формулою (12.8) [1]; на різницю у визначаючих розмірах чисел Рейнольдсу для плівки та для пари [1, §12.4]; на ті суттєві обставини, що число Рейнольдса плівки стає залежним , тобто визначається числом подібності, що вміщує у своєму складі величину, яку потрібно знайти – коефіцієнт тепловіддачі α.

При вивченні процесу кипіння рідини студент повинен вивчити класифікацію процесів кипіння. Особисто слід привернути увагу на пузирчастий режим кипіння.

Студент має знати про першу та другу критичну густину теплового потоку. Слід привернути увагу, що формули для розрахунку коефіцієнта тепловіддачі при пузирчастому режимі кипіння у ряді видань дуже відрізняються, так що результати обчислень можуть бути різні одне від одного залежно від використаної формули. Найбільш проста та має достатню точність (±35%) формула для розрахунку коефіцієнтів теплообміну при пузирчастому режимі кипіння, що рекомендована Михєєвим (але лише для води).

Питання для самоконтролю

3.3.1 Чи вірно, що для критичного числа Рейнольдса Rе ≈ 400, що характеризує при конденсації пари перехід від ламінарного режиму течії плівки до турбулентного, визначаючим розміром є висота Х ділянки плівки, що стікає?

3.3.2 Чи входить до складу числа Рейнольдса для плівки конденсату коефіцієнт тепловіддачі при конденсації?

3.3.3 Чи залежить коефіцієнт тепловіддачі при ламінарному режимі течії конденсату від температурного опору?

3.3.4 При конденсації на вертикальних стінках товщина плівки конденсату зростає при течії до низу. Чи може при цьому зростати коефіцієнт тепловіддачі (середній чи місцевий)?

3.3.5 Чи можна формулу α = 3,33р^3\4·q^2\3 використовувати для розрахунку тепловіддачі при плівковому режимі течії?

3.3.6 Чи можна формулу α = 6,0р^1\5·q^2\3 використовувати для розрахунку тепловіддачі при пузирчастому режимі кипіння рідини, при тиску 0,1…3,0 МПа?

3.3.7 Чи зростає коефіцієнт тепловіддачі при пузирчастому режимі кипіння при зростанні тиску у інтервалі 0,1…20 МПа?

3.3.8 Чи завжди зростає перша критична густина теплового потоку унаслідок зростання тиску киплячої рідини?