Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Теплоотдача при обтекании одиночной трубы.




 

Пусть одиночная труба находиться в поперечном потоке набегающей жидкости со скоростью ω. Средняя температура набегающего потока жидкости равна tж.

Движение жидкости у поверхности трубы является сложным. Его характер не одинаков на передней боковой (900) и задней (1800) половинках цилиндра трубы.

Поток жидкости набегает на цилиндр в лобовой части и начинает его обтекать. Вдоль поверхности трубы образуется ламинарный пограничный слой. В районе экватора боковой поверхности (точнее при угле 820) происходит отрыв струи от поверхности трубы и возникают вихревые турбулентные структуры. Следовательно только 45% поверхности трубы омывается потоком жидкости безотрывно, остальная часть её находится в вихревой зоне со сложным циркуляционным течение.

Такая своеобразная картина обтекания одиночной трубы в сильной мере отображается и на теплоотдаче.

На лобовой части трубы (00) (где поток жидкости набегает на неё), коэффициент теплоотдачи α имеет максимальное значение (от удара разрушается ламинарный пограничный слой).

Далее по мере обтекания боковой поверхности до угла в 820 коэффициент теплоотдачи уменьшается вследствие роста ламинарного пограничного слоя. В кормовой части трубы он вновь несколько возрастает, так как здесь наблюдается отрыв потока и образование вихревых структур.

В литературе вы можете найти обширные опытные данные как по значениям местных коэффициентов теплоотдачи при поперечном обтекании труб, так и по их средним значениям по всей поверхности трубы. Последние представляют наибольший интерес в технических расчетов.

Вообще, при поперечном обтекании труб в теплообмене учувствует лишь тонкий, прилегающий к поверхности слой жидкости. Но так как этот слой от остальной жидкости не отделен, то процесс теплоотдачи сильно зависит от характера движения всей массы жидкости, угла атаки, диаметра трубы и ряда других факторов.

Для определения средних значений α по периметру одиночной трубы можно рекомендовать следующие критериальное уравнение подобия: 103<Re<2∙105.

(7)

Это уравнение справедливо для жидкостей и газов. Учитывая, что для газов Prж=const уравнение (7) можно упростить, так для воздуха и 2 – х атомных газов.

(7а)

В этих уравнениях в качестве определяющей температуры принята температура набегающего потока , определяющий линейный размер – наружный диаметр трубы dн

- учитывает влияние на уравнение теплообмена, при направлении выше чем при охлаждении жидкости.

Из уравнения (7) мы видим, что при поперечном обтекании одиночной трубы коэффициент теплоотдачи потока зависит от скорости ω, физических свойств Prж, диаметра трубы (с уменьшением диаметра трубы интенсивность теплоотдачи растет). Кроме того при поперечном обтекании коэффициент теплоотдачи α существенно зависит от угла атака φ (т.е. от направления потока жидкости по отношению к оси трубы ).

Приведенные уравнения (7) и (7а) справедливы для угла атаки φ=900. Если φ<900 то αуменьшается. Поэтому полученный из уравнения (7) коэффициент теплоотдачи необходимо домножать на поправочный коэффициент εφ<1. (Например для φ=450, εφ =0,8). Значение его берется из специальных графиков.

 

Из графика видно, что худшим случаем теплоотдачи будет продольное обтекание трубы (φ=00).

Теперь рассмотрим поперечное обтекание пучка труб.

 


Поделиться:

Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 92; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.009 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты