Главная | Обратная связь

Теплоотдача при движении жидкостей (газов) в трубах и каналах

При установлении движении жидкости и газов в прямых трубах и ка- налах критериальные уравнения для теплового критерия Нуссельта имеет следующий вид:

 

Nu f (Re,Pr,Gr, Prст) . (6.3)

 

В формуле (6.4) Re– гидродинамический критерий Рейнольдса, опре- деляющий режим движения теплоносителя:

 

 

Re , (6.4)

 

 

где w – линейная скорость движения теплоносителя, м/с;

ρ – плотность теплоносителя, кг/м3;

– коэффициент динамической вязкости теплоносителя, Па·с;

dэкв

– эквивалентный диаметр канала:

 

dэкв , (6.5)

 

где f – живое сечение потока, м2;

П – смоченный периметр, м.

 

Например, при движении теплоносителя в межтрубном пространстве кожухотрубного теплообменника вдоль оси эквивалентный диаметр рассчи- тывается по формуле:

 

D2 n

d

нар

dэкв

D n d

 

нар

, (6.6)

 

где D – внутренний диаметр корпуса теплообменника, м;

dнар– наружный диаметр трубки, м;

п – число труб в теплообменнике.

При Re< 2300 (ламинарный режим) тепловой режим Nuрассчитыва- ется по формуле [14]:

 

 

 

Nu 1,55 eL

Pedэкв

L

1 0,14

3

ст

 

, (6.7)

 

где

eL– коэффициент, учитывающий влияние длины трубы (канала) на ко-

эффициент теплоотдачи. Его численные значения зависят от отношения дли- ны канала L к эквивалентному диаметру dэкв;

L – длина трубы (канала), м;

– коэффициент динамической вязкости теплоносителя, при средней температуре потока, Па·с;

ст– коэффициент динамической вязкости теплоносителя, при темпера- туре стенки со стороны потока, Па·с;

Pe– критерий Пекле.

Критерий Пекле рассчитывается по формуле:

 

 

Pe Re Pr

. (6.8)

 

 

При 2300 < Re< 10000 (переходный режим) [22]:

 

Nu 0,008Re0,9

Pr0,43

(6.9)

 

При Re> 10000 (турбулентный режим):

 

 

Nu 0,021eL

Re0,8

Pr0,43

Pr Prст

0,25

 

, (6.10)

 

L

d

При 50, eL

экв

L

d

1, а при 50, eL

экв

L

 

1.

Значения поправоч-

ного коэффициента eLот

d экв

приведены в литературе [16] и др.

При движении жидкости внутри изогнутых труб (змеевиковые, спиральные теплообменники) коэффициент теплоотдачи рассчитывается по формуле [14]:

 

 

1 3,54

, (6.11)

 

 

где – коэффициент теплоотдачи, рассчитанный как для прямой трубы (ка-

нала);

dэкв

 

– эквивалентный диаметр канала, м;

D – диаметр витка, м.

Для пластинчатых теплообменных аппаратов коэффициенты теплоот- дачи рассчитывается по следующей формуле [24]:

 

1,16А

283tср

0,63t 2

w0,73

, (6.12)

 

ср

где А – коэффициент, зависящий от типа пластин;

tср

– средняя температура бензола, °С;

w – фактическая скорость среды, м/с.