ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Уравнепия макроскопических балансов для нсизотермических систем из "Явления переноса" Число Нуссельта Nu определяется коэффициентом теплоотдачи а , относящимся ко всей поверхности погруженного тела. Зависимость (13.56) может включать и некоторые другие безразмерные группы, описывающие геометрические особенности системы. [c.388] Ниже приведены корреляции, которые часто используют для расчета тепловых потерь в различных энергетических и химико-технологических установках. В этих корреляциях предполагается, что значения температуры на поверхности обтекаемого тела (Го) и вдали от него (Гоо) существенно постоянны. Характеристическую разность температур (Го — Гоо) принято обозначать через ДГ, а все физические свойства среды относить к пленочной температуре Т, = (Го + Гоо)/2). Величина р, входящая в выражение для числа Грасгофа, в случае идеальных газов равна Tj . [c.388] Это выражение хорошо согласуется с опытными данными, относящимися к системам, для которых справедливо условие Gr Pr 200- Характерно, что формула (13.57) предсказывает такое же значение числа Нуссельта (Nu = 2) для неподвижной среды, как и соотношение (13.46), которое не учитывает эффектов естественной конвекции. [c.388] Экспериментальные точки, изображенные на рис. 13-12, взяты из многочисленных работ, посвященных изучению естественной конвекции в газах и жидкостях с Рг 0,6. [c.389] Пример 13-3. Тепловые потери при естественной конвекции около горизонтальной трубы. Вычислить скорость тепловых потерь (приходящихся на единицу длины) при естественной конвекции вблизи длинной горизонтальной трубы внепшим диаметром 15,24 см. Внешняя поверхность стенки трубы имеет температуру 37,8 °С, а окружающий воздух находится при температуре 26,7 °С н давлении 1 атм. [c.389] Теплообмен, происходящий при конденсации чистого пара на твердой поверхности, представляет собой весьма сложный процесс, поскольку в нем участвуют две движущиеся фазы — пар и конденсат. [c.391] Конструкции конденсационных установок, применяемых в промышленности, могут быть самыми разнообразными. Для простоты в настоящем разделе рассмотрены лишь наиболее распространенные случаи, когда медленно движущийся пар конденсируется на внешней поверхности трубы (расположенной либо горизонтально, либо вертикально) или на вертикальной плоской стенке. [c.391] Процесс конденсации на вертикальной степке схематически проиллюстрирован на рис. 13-14. [c.391] Конденсирующийся пар движется по направлению к стенке под действием небольшого градиента давления, существующего вблизи границы раздела пар — жидкость . [c.391] Часть молекул, находящихся в паровой фазе, ударяется о поверхность жидкости и отскакивает от нее другая часть молекул проникает в жидкую фазу. При этом выделяется тепло, которое переносится теплопроводностью через слой конденсата по направлению к твердой стенке, а затем движется сквозь толщу твердого материала к хладоагенту, расположенному по другую сторону от стенки. В то Hie время конденсат стекает по стенке под действием силы тяжести. [c.391] В обычных условиях конденсированная фаза оказывает основное сопротивление переносу тепла от пара к стенке. Если поверхность стенки ничем не загрязнена, конденсат обычно образует сплошную пленку, целиком покрывающую поверхность. Если, однако, на стенке присутствуют следы каких-либо загрязнений (например. [c.391] Здесь — скорость подвода тепла к поверхности конденсации Тр — так называемая точка росы для пара, находящегося вблизи твердой поверхности, т. е. такая температура, при которой пар конденсируется, если он медленно охлаждается при заданном давлении. Эта температура совпадает с температурой жидкости на границе раздела пар — пленка. Таким образом, величину а , описываемую соотношением (13.63), можно считать коэффициентом теплоотдачи в жидкой фазе на границе раздела жидкость — пар. [c.392] Величина Г в соотношении (13.66) представляет собой суммарную массовую скорость потока конденсата у основания конденсирующей поверхности, приходящуюся на единицу ширины данной поверхности. В случае вертикальной трубы Г = wInD, где w — полная массовая скорость процесса конденсации на поверхности трубы. Экспериментальные значения а , отвечающие коротким вертикальным трубам (L 15 см), находятся в хорошем согласии с теорией. Значения же, которые получаются в опытах с длинными вертикальными трубами (L 2,5 м), могут превышать соответствующие теоретические значения (при заданной разности температур АТ) на 70%. Это расхождение обычно приписывают влиянию волн, образующихся на поверхности конденсированных пленок. Амплитуда таких волн тем больше, чем длиннее труба [3]. [c.393] Обратный процесс испарения чистых жидкостей значительно сложнее, чем процесс конденсации, и в данной книге не рассматривается. Вопросам теплообмена при кипении посвящено большое и все возрастающее количество исследований. Обсуждение этих проблем и соответствующие литературные источники читатель может найти в ряде опубликованных обзоров [3, 31]. [c.394] Таким образом, в первом приближении температура пара равна 105,5 С. Данный результат уже достаточно точен. Если вычислить физические свойства воды при 105,5 °С и повторить проделанный выше расчет, применяя уточненные значения физических свойств, во втором приближении получится значение Та — 104,4 °С. Из рис. 13-15 следует, что найденный результат отвечает максимальной разности температур. При волнообразовании перепад температуры в пленке может быть наполовину меньше вычисленного значения. [c.395] Ответ а) 2117 ккал-ч б) 3024 ккал-ч . [c.396] В однородный поток воздуха, движущийся со скоростью 30,48 М С 1 при давлении 1 атм и температуре 37,8 °С, помещена твердая сферическая оболочка внутренним диаметром 2,54 см. Посредством электрической спирали, заделанной в оболочку, на поверхности ее поддерживается температура 93,3 °С. Какова должна быть скорость нагревания спирали (в кал-с 1), чтобы вьшолнялись указанные условия Изл Т1ение не учитывать. [c.397] Сферическая оболочка внутренним радиусом 2,54 см находится в неподвижной воздушной атмосфере. На поверхности оболочки, как и в случае, описанном в предыдущей задаче, поддерживается постоянная температура, равная 93,3 . Найти скорость электронагревания в стационарных условиях, если температура воздуха составляет 37,8 °С, а давление равно атмосферному Излучение не учитывать. [c.397] Вернуться к основной статье