Вынужденный поток

Формулы для вынужденного потока сведены в табл. 7.

Таблица 8

Значения при ламинарном режиме

Таблица 9

Значения при турбулентном режиме

Приведенные выше формулы для внутренней задачи справедливы для прямых труб. Для изогнутых труб (змеевиков) в пределах Re_потот 11,6 ()^-0,5до 18500 ()^0,28расчет производится

по формуле для турбулентного режима хотя бы Re_пот< 10000.

При Rе_пот1. 10⁵, т. е. в области развитой турбулентности

подсчитанное значение критерия Nu_потумножается на поправочный коэффициент

= 1 +З,4,

где d— внутренний диаметр трубы, аD— диаметр ее гиба (по оси трубы).

Таблица 10

Значения при омывании одиночного цилиндра

Таблица 11

Значения при омывании пучка труб

СВОБОДНЫЙ ПОТОК (ЕСТЕСТВЕННАЯ КОНВЕКЦИЯ)

Теплоотдача в неограниченном объеме

Для любых жидкостей (капельных и газов) при Рг0,7 и для тел любой формы и размера расчетными формулами являются:

при (Gr·Pr)_mот 1•10^-4до 1·10^-3Nu_m=0,5;

при (Gr·Pr)_mот 1•10^-3до 5·10²Nu_m=1,18 (Gr·Pr) ^1/8_m;

при (Gr·Pr)_mот 5•10²до 2·10²Nu_m=0,54 (Gr·Pr) ^1/4_m;

при (Gr·Pr)_mот 2•10⁷до 1·10¹³Nu_m=0,135 (Gr·Pr) ^1/3_m;

За определяющую температуру в приведенных формулах принята средняя температура пограничного слоя t_m. В зависимости от формы тела за определяющий линейный размер выбирается:

для труб и шаров — их диаметр d;

для вертикальных плит — их высота h;

для горизонтальных плит- меньшая сторона плиты.

Если теплоотдающая поверхность горизонтальной плиты обращена вверх, то значение коэффициента теплоотдачи α, подсчитанное по приведенным выше формулам, увеличивают на 30%; если теплоотдающая поверхность обращена вниз, то значениеαуменьшают на 30%.

Теплоотдача в ограниченном объеме

(воздушные прослойки)

Расчет воздушных прослоек производится по формуле для передачи тепла теплопроводностью

q=(t_ст1-t_ст2) ккал/м²час,

где λ_экв=λ;

λккал/м час град — коэффициент теплопроводности среды, заполняющей прослойку;

∆м — толщина воздушной прослойки;

t_ст1 иt_ст2— температуры поверхностей, ограничивающих воздушную прослойку;

— коэффициент конвекции, определяется по формуле

= 0,18(Gг·Рг)^0,25,

действительной при (Gг·Рг)> 10³.

За определяющую температуру принимается средняя температура среды, равная 0.5 (t_ст1 +t_ст2), а за определяющий размер — толщина прослойки ∆.

Теплоотдача при кипении

Приведенные ниже формулы для коэффициента теплоотдачи при кипении жидкостей, смачивающих поверхность, получены путем обобщения экспериментальных работ по исследованию теплоотдачи при кипении в большом объеме. Применительно к кипению в трубах и т. п. ограниченных емкостях указанные формулы следует рассматривать как ориентировочные.

В зависимости от тепловой нагрузки qккал/м²час или степени перегрева жидкости ∆t_сту стенки (поверхности нагрева) различают пузырьковый и пленочный режим кипения. Переход пузырькового режима в пленочный происходит по достижении тепловой нагрузки значенияq_кри перегрева жидкости величины ∆t_кр.Пленочный режим кипения жидкости не должен допускаться, так как

при таком режиме уменьшается теплоотдача и возрастает температура стенки t_ст.

При слабо развитом пузырьковом режиме кипения (для воды

q5000 ккал/м²час и ∆t_ст5⁰) расчет теплоотдачи при кипении

производится по формулам теплоотдачи при естественной конвекции в неограниченном объеме.

Для определения коэффициента теплоотдачи при пузырьковом кипении воды используются формулы

α=3q^0,7p^0,15ккал/м²час град;

α= 39·∆t^2,33_стp^0,5ккал/м²час град,

где pата – давление, под которым находится кипящая жидкость.

Критическая нагрузка q_кр(и соответствующее максимальное

значение α_кр) может быть определена по графикам на рис. 78 и 79.