Тепломассообмен 13

Содержание

Слайд 2

Вынужденная конвекция в трубах и каналах (ламинарный режим)

При числах Рейнольдса -

Вынужденная конвекция в трубах и каналах (ламинарный режим) При числах Рейнольдса -
режим течения
жидкостей в трубах ламинарный.
Здесь - средняя по сечению трубы скорость жидкости, м/с
(при ламинарном режиме ;
d - диаметр трубы, м.
Для каналов произвольной формы характерным линейным
размером является эквивалентный диаметр
где f - поперечное сечение канала, П – периметр канала, м.
Для труб . Уравнение подобия Михеева
для среднего коэффициента
теплоотдачи при ламинарном режиме течения жидкости:
(1)

Слайд 3

Гидродинамическая и тепловая стабилизация потока жидкости в трубе

Гидродинамическая и тепловая стабилизация потока жидкости в трубе

Слайд 4

Уравнение подобия для конвективной теплоотдачи при переходном режиме

В уравнении (1) члены

Уравнение подобия для конвективной теплоотдачи при переходном режиме В уравнении (1) члены
учитывают вклад в
теплоотдачу соответственно вынужденной и свободной
конвекции; - влияние физических свойств жидкости; - направление теплового потока (от жидкости
к стенке или в обратном направлении), при этом числа
Прандтля жидкости берутся соответственно при температурах
жидкости и стенки; - поправка на длину трубы
(для длинных труб см. следующий слайд).
Уравнение подобия конвективной теплоотдачи для
переходного режима
при вынужденном
движения жидкости (2)

Слайд 5

Поправка для ламинарного режима

Поправка для ламинарного режима

Слайд 6

Турбулентное движение в трубах

Ламинарный подслой

Турбулентное движение в трубах Ламинарный подслой

Слайд 7

Уравнения подобия для конвективной теплоотдачи при турбулентном режиме

Для турбулентного режима течения

Уравнения подобия для конвективной теплоотдачи при турбулентном режиме Для турбулентного режима течения
жидкости в трубах и кана-
лах при В этом случае средняя скорость жидкости
коэффициент теплоотдачи становится
постоянным при относительной длине трубы (см.
предыдущий слайд). Уравнение подобия конвективной
теплоотдачи для любой жидкости при турбулентном режиме:
(3)
где - поправка на длину трубы (см. следующий слайд).
Для воздуха
тогда для воздуха:

(4)

Слайд 8

Поправка для турбулентного режима

Поправка для турбулентного режима

Слайд 9

Поправка для турбулентного режима

Поправка для турбулентного режима

Слайд 10

Теплоотдача к жидкости в кольцевом канале

Теплоотдача к жидкости в кольцевом канале

Слайд 11

Теплоотдача в кольцевых каналах

Для теплоотдачи от внутренней стенки к жидкости, движущейся
в

Теплоотдача в кольцевых каналах Для теплоотдачи от внутренней стенки к жидкости, движущейся
кольцевом канале, Исаченко В.П. предложил ввести поправку
в уравнение подобия (14) для турбулентного режима:
(5)
где - соответственно наружный диаметр внутренней
трубы и внутренний диаметр наружной трубы, м; - эквивалентный диаметр кольцевого канала, м.
Уравнение подобия (5) справедливо для отношений диаметров

Слайд 12

Теплоотдача в изогнутых трубах

Вторичные
циркуляции

Теплоотдача в изогнутых трубах Вторичные циркуляции

Слайд 13

Критические значения чисел Рейнольдса для изогнутых труб

d – внутренний радиус изогнутой

Критические значения чисел Рейнольдса для изогнутых труб d – внутренний радиус изогнутой
трубы; R – радиус изгиба тру-
бы. Если для прямой трубы критическое число Рейнольдса, соот-
ветствующее переходу от ламинарного режима к переходному
, то для изогнутой трубы из-за вторичных
циркуляций переход происходит при
По Фастовскому при (6)
Переход к турбулентному режиму течения жидкости в изогнутых
трубах также происходит раньше, чем в прямых:
А именно, при (7)

Слайд 14

Режимы движения жидкости в изогнутых трубах

Режимы движения жидкости в изогнутых трубах

Слайд 15

Поправка на изгиб труб

Обозначения на предыдущем слайде:
● зона 1 – ламинарное

Поправка на изгиб труб Обозначения на предыдущем слайде: ● зона 1 –
движение без вторичных циркуляций
[расчет по уравнению подобия Михеева (1) для ламинарного
режима в прямой трубе];
● зона 2 – ламинарное движение с вторичными циркуляциями
[расчет по уравнению (3) для турбулентного режима в
прямой трубе];
● зона 3 – турбулентное движение с вторичными циркуляциями
[результаты расчета по уравнению подобия (3) умножаются
на поправочный коэффициент . В змеевиках влияние изгиба
на интенсификацию теплоотдачи
распространяется на весь змеевик: (8)

Слайд 16

Теплоотдача в шероховатых трубах

Если высота бугорков шероховатости больше толщины
ламинарного подслоя,

Теплоотдача в шероховатых трубах Если высота бугорков шероховатости больше толщины ламинарного подслоя,
то есть бугорки перекрываются им и не
влияют на режим движения и теплоотдачу. Если же бугорки
возвышаются над ламинарным подслоем, то коэффициент
теплоотдачи может быть в 2-3 раза выше по сравнению с теми
же условиями для гладкой поверхности. Но если бугорки
слишком высокие, то за ними могут быть застойные зоны и
эффективность бугорков снижается.
По Гомелаури оптимальное отношение шага бугорков к их
высоте должно быть ≈ 13, тогда уравнение подобия
для турбулентного
режима: (9)
Имя файла: Тепломассообмен-13.pptx
Количество просмотров: 210
Количество скачиваний: 0