Здавалка
Главная | Обратная связь

Теплоотдача при свободном движении теплоносителя без изменения агрегатного состояния



Этот вид теплоотдачи в литературе называют также естественной кон- векцией. Она происходит вследствие разности плотностей нагретых и холод- ных частиц среды.

При свободном движении теплоносителя в большом объеме тепловой критерий Нуссельта можно вычислить по формуле [12, 14]:

 


 

 
 
Nu C (Gr

 
Nu


Pr)m


Pr Prст


0,25


 

, (6.1)


где


тепловой критерий Нуссельта;


 

 


Gr g


l 3 t


 

критерий Грасгофа;


 

 


Pr С a


 

критерий Прандтля,


 

 
коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 · К);

l – определяющий размер, м;

– коэффициент теплопроводности среды, Вт/(м ·К);

– коэффициент объемного расширения К-1;

g – ускорение свободного падения, м/с2;

t – разность температур стенки нагреваемой среды;

– коэффициент кинематической вязкости среды м2/с;


 
коэффициент динамической вязкости, Па·с;

С – удельная теплоемкость теплоносителя при постоянно давлении Дж/(кг·К);

a – коэффициент температуропроводности , м2/с.

 
Численные значения коэффициентов a и m зависят от произведения


критериев


(Gr


Pr)и для наиболее распространенных случаев приведены в


таблице 6.1.

 

 
Таблица 6.1 – Численные значения коэффициентов a и m в зависи-

мости от произведения критериев Gr Pr

 

  Наименование варианта Значения коэфф.   Область применения
a m
для горизонтальных труб 0,5 0,25 103< (Gr Pr)< 108
для вертикальных по-      
верхностей а) ламинарный режим б) турбулентный режим   0,76 0,15   0,25 0,33 103< (Gr Pr) < 109 (Gr Pr) > 109

 

В формуле (6.1) физические константы при вычислении критериев


Nu,Gr, Pr следует брать при средней температуре теплоносителя , a


Prст–


при температуре стенки. В качестве определяющего размера l для горизон- тальных труб принимается внутренний диаметр трубы, а для вертикальных поверхностей – высота труб или плит.

 
При теплообмене с горизонтальными поверхностями определяющим размером является размер меньшей стороны плиты. При этом значения коэф- фициента теплоотдачи , рассчитанного по формуле (6.1) увеличивают на 30 %, если теплопередающая поверхность обращена к верху и уменьшают, если она обращена к низу. Свободная конвекция в ограниченном пространст- ве изучена недостаточно. Процесс теплообмена условно рассматривается как перенос тепла только теплопроводностью в данной среде. Эффективная теп- лопроводность прослойки жидкости и газа, находящаяся между теплообмени- вающимися стенками зависит от интенсивности циркуляции среды и при- ближенно может быть рассчитана по формуле:

 

 
эф ек, (6.2)

 

 
где – коэффициент теплопроводности жидкости (газа), Вт/(м·К);

 
 
 
ек – коэффициент конвекции.


 
 
Если


(Gr


Pr)


< 103, то ек


1, а при


(Gr


Pr)


> 103, то


 
ек 0,18


(Gr


Pr)0,25


[11, 14, 16, 22, 23].








©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.