ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплообмен при турбулентном течении в круглой трубе из "Тепломассообмен Изд3" Как показывают опытные данные, турбулентная вязкость сложным образом изменяется по сечению трубы (рис. 10.1), а профиль скорости вблизи ее поверхности подчиняется закону стенки (см. 6.2) По методу, изложенному в 10.2, можно не только рассчитать числа Ыи, но и получить графики распределения температуры жидкости и плотности теплового потока по радиусу трубы. Эти графики, полученные Б.С. Петуховым, приведены на рис. 10.2 и 10.3. Из рис. 10.2 видно, что число Рг существенно влияет на профиль температуры в трубе. При очень малых значениях Рг (Рг 0,01) профиль температуры напоминает параболу, а при больших Рг (Рг 100) температура жидкости приблизительно постоянна во всех точках сечения трубы за исключением области вязкого подслоя. Рис. 10.3 показывает, что зависимость плотности теплового потока ц от текущего радиуса близка к линейной. [c.268] В условиях стабилизированного теплообмена при турбулентном течении жидкости с постоянными свойствами число Nu зависит только от Ке и Рг. С увеличением Ке уменьшается толщина вязкого подслоя, а с увеличением Рг — толщина слоя молекулярной теплопроводности. Термическое сопротивление последнего слоя велико при умеренных и больших значениях Рг. В результате получаем, что с увеличением Ке и Рг число Ыи возрастает (рис. 10.4). Термическое сопротивление пристенной области потока относительно мало при Рг 1 (жидкие металлы). В этом случае число Nu зависит от числа Ре. [c.268] Значения интеграла в (10.10) находят численным методом с помощью компьютера. В частном случае Рг -- оо формулу для определения Ми можно получить аналитически. [c.269] 11) учтено, что при больших числах Рг (Рг 200) в вязком подслое Эта зависимость, предложенная С.С. Кутателадзе, подтверждается опытными данными. В (10.11) р — постоянная величина, а Пц = у Го/у. [c.269] Для длинных труб (11с1 50) влияние входного участка сказывается мало и среднее значение Ми = Мид. [c.271] Число Шо рассчитывают по (10.14), выбирая значения физических свойств жидкости по определяюшей температуре, равной среднемассовой температуре Т . Значения Цд и в формуле поправочного коэффициента соответствуют температурам Гд и Г . [c.271] При использовании (10.16), а также (10.17) следует иметь в виду, что при больших значениях Re и Рг рассчитанный коэффициент теплоотдачи может значительно (на 30 %) отличаться от действительного а. [c.272] Наличие в металле нерастворенпых оксидов, которые концентрируются вблизи стенки, приводит к значительному снижению коэффициента теплоотдачи. [c.272] На теплоотдачу при турбулентном течении оказывает влияние шероховатость стенки трубы. Для шероховатой трубы а больше, чем для гладкой. Однако это имеет место только тогда, когда выступы шероховатости выходят за пределы вязкого подслоя. Теплоотдача в технических трубах, как правило, подчиняется закономерностям, справедливым для гладких труб. [c.272] Из опытов следует, что оптимальными являются следующие показатели высота шероховатости 5 105 (5 — толщина вязкого подслоя) и расстояние между выступами л 165щ. При этом за счет шероховатости а можно увеличить в 2 раза, при умеренном (в 3 раза) увеличении затрат мощности на прокачку теплоносителя. [c.273] Вернуться к основной статье