ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплоотдача и потеря напора при продольном обтекании трубок с непрерывным спиральным оребрением из "Современные эффективные теплообменники" В промышленной практике довольно часто используются теплообменники типа труба в трубе , в которых один из теплоносителей движется внутри трубы, а второй — в кольцевом канале, образованном внутренней трубкой и внешней ограничивающей трубкой большего диаметра обычно теплоносители движутся противотоком. [c.80] В тех случаях, когда физические свойства теплоносителей обусловливают существенно различные значения коэффициента теплоотдачи (при теплообмене между маслом и водой, газом и водой и т. п.), целесообразно развить поверхность теплоотдачи на той стороне, где коэффициент теплоотдачи относительно невелик. Для этой цели, в частности, можно использовать трубки, с непрерывным спиральны.м оребрением, помещая их внутри концентрических гладких трубок большего диаметра н направляя один из теплоносителей (которо.му свойственны низкие значения коэффициента теплоотдачи) в кольцевой канал противотоком теплоносителю внутри оребренной трубки. [c.80] На первый взгляд может показаться, что условия теплоотдачи при продольном обтекании трубок с высокими поперечными ребрами весьма неблагоприятны можно предположить, что в сравнительно глубоких и узких полостях между смежными ребрами возникнут застойные зоны, благодаря чему теплоотдача не будет достаточно интенсивна. [c.80] Однако исследования, выполненные Кнудсеном и Кацем [2-Э6], а также Фортескье и Холлом [2-37], которые осуществили визуальные наблюдения за движением жидкости вдоль оребренной поверхности, показали, что между ребрами возникает интенсивная циркуляция жидкости. При сравнительно широких зазорах между ребрами циркуляция происходит таким образом, что у концов ребер направление движения жидкости совпадает с направлением движения основного потока (рис. 2-19,а) в узких зазорах, характерных для высоких и часто расположенных ребер, возникают два потока, направленные в противоположные стороны (рис. 2-19,6). Таким образом, поверхность ребер хорошо омывается теплоносителем, что определяет достаточно интенсивную теплоотдачу и высокие значения коэффициента теплоотдачи. [c.80] М уравнении в выражения Ки и Ке в качестве определяющего линейного размера входит эквивалентный диаметр 0 = = 02—0, а коэффициент теплоотдачи отнесен к полной наружной поверхности оребренной трубки. Скорость потока вычисляется в кольцевом сечении, ограниченном окружностями диаметром 02 и О. [c.81] Уравнение (2-40) удовлетворительно описывает опытные данные для трубок 1, 2, 3 и 4, несколько хуже для трубки 5 и плохо согласуется с опытными данными для трубки 6. [c.81] Таким образом, уравнение (2-40) имеет ограниченный характер и не должно рассматриваться как достаточно обоснованное а отношении трубок, параметры которых существенно отличаются от исследованных. Авторы полагают, что уравнение (2-40) применимо для трубок с /г/5 1, хотя исследованная ими трубка Л о 3 имеет /г/5=1,95, но в то же время соответствует уравнению (2-40). [c.81] Число ребер на 1 пог. м. . . ШТ. [c.82] Значения коэффициента теплоотдачи для трубки ЛЬ 6, характеризующейся относительно высокими и часто расположенными ребрами (/i/s = 3,34 A/Dg=0,370), оказались более высокими, чем для остальных трубок. Вероятной причиной этого авторы считают нестационарный характер циркуляции жидкости между ребрами, связанный с более интенсивной теплоотдачей. [c.83] Опыты с оребренными трубками охватывают область значений Re = 800- 73 ООО. [c.83] По данным Кнудсена и Каца [2-36], значения коэффициента теплоотдачи для оребренных трубок (отнесенные к полной наружной поверхности) существенно выше (на 30—100%), чем для исследованной гладкой трубки (табл. 2-7) при одинаковых значениях критерия Рейнольдса. [c.83] Поэтому при пользовании графиком на рис. 2-20 следует вводить поправочный множитель, равный 4 (так как =4/). [c.84] На графике рис. 2-20 каждой из исследованных трубок соответствует определенная кривая, причем в расположении этих кривых существует отчетливо выраженная закономерность сопротивление при одинаковых значениях Ре тем выше, чем больше величина отношения ( //V iгi ), характеризующего условную шероховатость оребренной трубки (табл. 2-7). [c.84] В то же время прямая связь между теплоотдачей и сопротивлением отсутствует не всем трубкам, обладающим высоким сопротивлением, свойственна высокая интенсивность теплоотдачи. Так, трубка Л 5, сопротивление для которой относительна высоко (см. рис. 2-20), характеризуется значениями коэффициента теплоотдачи, которые при одинаковых Ке ниже, чем для трубок 1, 2 и 4. [c.84] Фортескье и Холл [2-37] сообщили о результатах исследования теплоотдачи и сопротивления при течении воздуха в кольцевом канале, образованном алюминиевой трубкой с непрерывным спиральным оребрением и гладкой ограничивающей трубкой. Исследование предпринято в связи с проблемой охлаждения топливных элементов энергетических ядерных реакторов. Опыты проводились при нагревании оребренной трубки электрическим током низкого напряжения, который пропускался по трубке, и охватывают сравнительно узкую область значений критерия Ре=(1 2) -10 . Во всех опытах внутренний диаметр ограничивающей трубки оставался неизменным и составлял 1)2=102 мм диаметр трубки, несущей оребрение, также был неизменным и равнялся с/ = 26,6 мм. Переменными являлись наружный диаметр ребер 0 = 35,2 39,4 45,5 и 50,5 мм, а также расстояние между ребрами в свету 5 = 4,8 6,35 и 9,5 мм. [c.84] В работе [2-37] нет данных о длине исследованных трубок. [c.84] Полученные результаты представлены графически в виде зависимости (51/51о) и (///о) от 01с1), где 81 и 51о — значения критерия Стантона для оребренной и гладкой трубки, диаметр которой равен О в выражение 51 входит коэффициент теплоотдачи для оребренной трубки, условно отнесенный к поверхности гладкой трубки диаметром О /о — значения фактора трения для оребренной и гладкой трубки, диаметр которой равен О. [c.84] В качестве определяющего линейного размера фигурирует эквивалентный диаметр 0 = 02—О скорость определялась в кольцевом сечении, ограниченном окружностями диаметром 2 и О. [c.84] Основываясь на этом графике и тех дополнительных сведениях об исследованных трубках, которые содержатся в работе [2-37] и приведены выше, можно установить размеры исследованных трубок и полнее проана- лизировать полученные данные. Результаты соответствующих расчетов, выполненных нами, представлены 4 в табл. 2-8. [c.85] Вернуться к основной статье