ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Зависимость размеров теплообменного аппарата от скорости течения жидкости из "Тонкослойные теплообменные аппараты" Если канал обогревается с одной стороны горячей водой, температуры которой на входе и выходе постоянны при любых скоростях, а продукт при любых скоростях нагревается от Г1 до Т , то важно установить, как изменяется длина канала с изменением скорости движения продукта. Этот случай наиболее удобен для анализа потому, что соотношение расхода горячей воды и продукта связано с кратностью. При постоянной кратности и постоянной площади поперечных сечений каналов для воды и жидкости с изменением скорости течения жидкости коэффицр ей ы теплоотдачи по обе стороны стенки будут изменяться в одинаковой пропорции в зависимости от этой скорости. [c.21] Изменяя скорость течения продукта в тех пределах чисел Не, ДЛЯ которых справедливы формулы (I. 25) (I. 26) (I. 29), соответственно получим длину канала, как функцию одной переменной т. [c.23] Больше того, с увеличением производительности конечная температура жидкости будет повышаться, так как сокращается расчетная длина канала. Современные пластинчатые аппараты имеют автоматические устройства для контроля и регулирования конечной температуры продукта. При постоянной температуре горячей воды малейшее увеличение скорости течения продукта вызовет падение конечной температуры, и автомат возвратит недогретый продукт обратно в аппарат. Исследования [8], проведенные на перемен юй длине канала, показывают, что при заданном температурном режиме с увеличением скорости течения продукта длина канала плавно увелич шается. [c.24] На фиг. I. 10 приведена пунктирная линия зависимости L = = / (ау) для тех же условий, что и в примерном расчете. Эта пунктирная линия имеет плавный вид функции L от 10. [c.24] Определим необходимую длину трубы диаметром й = 30 мм для тех же температурных условий, что и для плоского канала. [c.24] Результат расчета с использованием формулы (I. 32) выходит за пределы реальных представлений. [c.27] Формулы, в которых показатель числа Рейнольдса п = 1, не применимы для расчета производственных теплообменных аппаратов. По этим формулам а не зависит от диаметра канала, а длина его не зависит от физических свойств и скорости движения жидкости, что не согласуется с практикой эксплуатации теплообменных аппаратов. [c.28] Из приведенного расчета можно сделать заключение о том, что наиболее сопоставимые размеры теплообменного аппарата можно получить по формулам М. А. Михеева и формуле В. Д. Попова. Эти три формулы для сравнительно больших сечений труб дают наиболее плавный вид зависимости Ь от хю для трех режимов течения жидкости. Для плоских каналов малой высоты несопоставимость формул становится весьма заметной. [c.28] Таким образом, скорость увеличилась в 10 раз, а площадь теплообмена сократилась только в 2,68 раза. Если рассматривать данные, приведенные в этих таблицах с позиций теории подобия, как две подобные системы, то оказывается, что эти системы не подобны между собой. Если критерии Ыи в этих двух системах близки к однозначности, то критерии Ке и температурные условия не подобны и не однозначны. Не подобны в этих системах и геометрические условия. Современная теория теплообмена считает, что Ки по длине канала за участком стабилизации не меняется и на этом основании длина канала, как геометрическая характеристика исключается из рассмотрения подобных систем. Данные табл. 1.2 достаточно убедительно показывают, что изменение только длины канала исключает подобие двух систем. Эмпирические формулы, имеющиеся в технической литературе получены по методу Нуссельта, который в 1910 г. опубликовал свОи работы по теплоотдаче. [c.32] В целях повышения точности расчета тонкослойных теплообменных аппаратов несколько подробнее рассмотрим основные положения теплового подобия. [c.32] Как видно, процессы, протекающие во второй системе, описываются аналогичными уравнениями, отличающимися от первых индексом сходственных величин. [c.33] Критерий Пекле можно заменить Ре = КеРг. При экспериментальном изучении процессов теплообмена искомой величиной является коэффициент теплоотдачи а. При установившемся движении жидкости выпадает критерий Ро при турбулентном установившемся движении можно не учитывать критерий Грасгофа. [c.34] Для стационарного вынужденного движения опытные данные конвективного теплообмена обрабатываются в виде функциональной зависимости. [c.34] Уравнение (I. 37) справедливо для идеального случая, при котором теплофизические константы не меняются или меняются незначительно, т. е. процесс течения — близкий к изотермическому. [c.34] В действительности при нагреве или охлаждении жидкости теплофизические константы меняются настолько значительно, что уравнение (I. 37) может оказаться грубо приближенным. Так при нагревании воды от 273 до 373° К вязкость уменьшается в 6,5 раз. Следовательно, критерий Ке в сходственных точках но длине канала не может быть равным. [c.34] Михеев [9] приходит к выводу, что нельзя переносить явления движения жидкости, имеющие место в изотермическом потоке, в неизотермический, так как в этом случае сопоставляются не подобные между собой явления. Учитывая эти положения М. А. Михеева, рассмотрим роль температур в зависимости от геометрических форм канала подобных тепловых процессов. [c.34] В уравнение (1. 37) не входят в явном виде главные движущие силы теплообмена — это температурные условия. [c.34] Если допустить, что К-г является постоянной величиной, то коэффициент теплоотдачи в данном случае является коэффициентом пропорциональности между расходом жидкости и площадью поперечного сечения трубы. Обеспечить постоянное значение Кг в опыте можно легко за счет малой степени нагрева жидкости. [c.35] В наших опытах температура пара в рубашке была постоянной и жидкости Тх = 276° К- При одних и тех же геометрических размерах трубы опытные данные приведены в табл. I. 5. [c.36] Вернуться к основной статье