Пучки труб 1 страница

Одиночная труба

Средний по окружности коэффициент теплоотдачи рассчитывают по формуле

. (1.12)

Физические параметры жидкости берут при температуре набегающего потока.

Эмпирические коэффициенты зависят от :

C	0,5	0,25	0,023
m	0,5	0,6	0,8
n	0,38	0,38	0,37

Расчётные формулы дают значения коэффициента теплоотдачи для третьего и последующих рядов труб.

При для коридорных и шахматных пучков

. (1.13)

При используют формулу

. (1.14)

Для шахматных пучков ; ; для коридорных ; .

Скорость жидкости берут в минимальном сечении пучка.

При обтекании пучков капельной жидкостью физические параметры жидкости выбирают при средней температуре жидкости в пучке , а значение . При обтекании пучков газом физические параметры для формулы (1.14) выбирают при температуре , а значение .

Поправочный коэффициент учитывает влияние поперечного и продольного шагов.

Для шахматного пучка

при ,

при .

Для коридорного пучка

.

Коэффициент учитывает более низкую теплоотдачу в первом и втором рядах труб. При невысокой или неизвестной степени турбулентности потока перед пучком значения находят по таблице:

Средний для всего пучка коэффициент теплоотдачи находят по формуле

. (1.15)

где i – номер ряда;

F_i – площадь поверхности теплоотдачи ряда.

Если поверхности теплоотдачи рядов одинаковы, то средний по пучку коэффициент теплоотдачи находят по формуле

, (1.16)

где n – количество рядов труб вдоль потока.

2.4. Свободная конвекция

Большая часть формул имеет вид

. (2.1)

Определяющий линейный параметр в этой формуле выбирают в зависимости от формы и расположения поверхности теплопередачи. Физические параметры жидкости берут при "граничной" температуре

.

Коэффициенты C и m зависят от режима движения жидкости, определяемого критерием Рэлея.

Для вертикальной поверхности теплопередачи

при , ;

при , .

Для горячей горизонтальной поверхности, обращённой вверх,

при , ;

при , .

Для горячей горизонтальной поверхности, обращённой вниз

при , .

Для горизонтального цилиндра

при , .

Иногда в качестве определяющей удобнее брать не граничную температуру t_г, а температуру окружающей среды t_ж. В этом случае коэффициенты C и m в уравнении (2.1) такие:

для горизонтальных цилиндров

при , ;

для вертикальных поверхностей

при , ;

при , .

Если не один из указанных выше вариантов расчёта не подходит, можно пользоваться обобщённой формулой М.А.Михеева, применимой для различных геометрических систем

, (2.2)

координаты которой выбирают из таблицы

При этом коэффициент теплопередачи для горячей горизонтальной поверхности, обращённой вниз, уменьшают на 30%.

Для капельных жидкостей значения Nu по формулам (2.1) и (2.2) следует умножить на поправочный коэффициент

.

3.5. Конденсация пара

При конденсации на одиночной горизонтальной трубе средний по периметру коэффициент теплоотдачи

, (3.1)

где t_н и t_с – температуры насыщения и стенки трубы соответственно.

Для пучка труб средний по пучку коэффициент теплоотдачи рассчитывают по приближённой формуле:

, (3.2)

где n – число труб по вертикали;

– коэффициент теплоотдачи для одиночной трубы.

При конденсации пара на вертикальной стенке сначала рассчитывают критерий Григулля:

, (3.3)

а затем – средний по высоте безразмерный коэффициент теплоотдачи (критерий Рейнольдса):

, (3.4)

где h – высота стенки.

При

, (3.5)

где ,

l_с и m_с – параметры конденсата при температуре стенки;

l_н и m_н – параметры конденсата при температуре насыщения.

При

, (3.6)

где .

4.6. Тепловое излучение

4.6.1. Лучистый теплообмен между телами, разделёнными диатермической средой

4.6.1.1. Замкнутая система из двух серых тел

Результирующий поток для второго тела:

. (6.1)

4.6.1.2. Замкнутая система из трёх серых тел

Результирующие потоки для всех поверхностей находят по формулам:

(6.2)

где

– отражательная способность.

4.6.1.3. Замкнутая система трёх поверхностей, из которых 1 и 2 абсолютно чёрные, а 3 – адиабатная (рис. 6.1.)

Рис. 4.1. Система из трёх тел; а – "в собранном", б – "в разомкнутом" виде

Результирующий поток для второй поверхности находят по формуле

, (4.3)

где – коэффициент диафрагмирования;

– угловой коэффициент внутренней (F₁) площади поперечного сечения отверстия на наружную (F₂).

4.6.2. Теплообмен с участием излучающего газа

4.6.2.1. Эффективная длина луча

Для расчёта эффективной длины луча, необходимо при использовании графиков Хоттеля (табл.) имеются следующие формулы:

"универсальная"

, (4.4)

а для излучающего газа в пучке труб

, (4.5)

где V – объём газа;

– сумма поверхностей, ограничивающих газовый объём;

d – диаметр труб в пучке;

s₁ и s₂ – поперечный и продольный шаги труб.

4.6.2.2. Теплообмен газа с серой замыкающей поверхностью (оболочкой)

Результирующий поток излучения, получаемый поверхностью, рассчитывают по формуле

, (4.6)

где – поглощательная способность газа.

Для приближённых расчётов можно считать газ серым. Тогда , и формула (6.6) упрощается:

. (4.7)

4.6.2.3. Теплообмен в замкнутой системе из двух поверхностей: вогнутой (2) и невогнутой (1), заполненной серым газом

Для случая, когда поверхность 2 адиабатная результирующий поток излучения на поверхность 1 рассчитывают по формуле В.Н.Тимофеева:

, (6.8)

где – приведённая степень черноты;

– степень черноты газа;

– степень черноты тепловоспринимающей поверхности;

– угловой коэффициент адиабатной поверхности на тепловоспринимающую.

Таблица 1.

Соотношение между единицами измерения МКГСС и СИ

Таблица 2.

Физические свойства различных технических материалов

Таблица 3.

Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов

Дата добавления: 2015-06-27; Просмотров: 558; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!