3.4.2. Теплоотдача при турбулентном режиме течения

При турбулентном режиме течения (Re10⁴) вследствие интенсивного перемешивания температура в ядре потока практически постоянная, а резкое ее изменение имеет место только в при стенном ламинарном слое. При таких условиях свободное движение в поперечном сечении канала практически не развивается, а интенсивность теплоотдачи полностью определяется величинами, которые характеризуют вынужденное движение потока.

На основании опытных данных для прямых труб рекомендуется следующая формула:

(3.43)

За определяющую температуру здесь принята средняя температура жидкости, а за определяющий размер – внутренний диаметр трубы или эквивалентный диаметр канала.

Согласно физическим представлениям этого процесса интенсивность теплоотдачи зависит от степени турбулентности потока, физических свойств жидкости и направления теплового потока.

Надежность формулы проверена для значений Re  510⁶. Для относительно коротких труб (L/d50), когда стабилизация теплообмена не наступила, необходимо ввести поправку _L, величина которой выбирают из таблицы 3.3.

Таблица 3.3. Значения поправочного коэффициента для начального участка

L/d Re	1	2	5	10	15	20	30	40
1104	1.65	1.50	1.34	1.23	1.17	1.13	1.07	1.03
2104	1.51	1.40	1.27	1.18	1.13	1.10	1.05	1.02
5104	1.34	1.27	1.18	1.13	1.10	1.08	1.04	1.02
1105	1.28	1.22	1.15	1.10	1.08	1.06	1.03	1.02
1106	1.14	1.11	1.08	1.05	1.04	1.02	1.02	1.01

3.4.3. Теплоотдача при переходном режиме движения жидкости

Переходной режим течения наблюдается при значениях числа подобия Рейнольдса 210³  Re  10⁴ . Вследствие сложности процесса, обусловленного одновременным проявлением особенностей ламинарного и турбулентного режимов в потоке, пока не удалось сделать надежных обобщений для расчетов теплоотдачи в этом режиме. Приближенно рассчитать коэффициенты теплоотдачи в этом режиме можно по формуле:

(3.44)

Значения постоянной В выбирают из таблицы 3.4.

	2.2	2.3	2.5	3	3.5	4	5	7	9
B	2.2	3.6	4.4	7.5	10	12.2	16.5	24	30

Таблица 3.4. Значения коэффициента В в уравнении подобия теплоотдачи (3.44)

3.4.4. Теплоотдача при течении жидкости в изогнутых трубах

При движении в изогнутых трубах в жидкости возникают центробежные силы, создающие в поперечном сечении циркуляционные токи. В результате возникает сложное движение жидкости по винтовой линии. Экспериментально установлено, что такая циркуляция возникает при для прямой трубы.

Для определения при течении жидкости в винтовых змеевиках предложена формула:

, (3.45)

где d - диаметр трубки; R - радиус закругления змеевика.

Если , то пользуемся формулой для ламинарного движения жидкости по прямой трубе.

При расчеты теплоотдачи следует вести по формуле для турбулентного режима течения в прямых трубах. В этой области имеет место ламинарный режим движения жидкости с циркуляцией потока внутри трубы.

При наблюдается турбулентное течение жидкости при наличии циркуляции. Граница перехода к такому течению может быть определена по выражению:

(3.46)

Для этой области расчет ведут по формуле для турбулентного режима движения с коррекцией на циркуляцию  _изг::

 _{изг =} 1+1,8d/R (3.47)