ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Коэффициенты конвективного теплообмена из "Гидродинамика, теплообмен и массообмен" В большинстве промышленных процессов теплообмен в жидкости сопровождается какой-либо формой движения жидкости, так что теплообмен происходит не только за счет теплопроводности. Теплообмен, происходящий одновременно за счет теплопроводности и движения жидкости, называется вынужденной конвекцией, если движение происходит в основном за счет перепада давления, создаваемого пасосом или вентилятором, и естественной конвекцией, когда движение возникает только за счет разностей плотности, связанных с температурным полем. [c.292] Другой важный случай — теплообмен между стенками трубы и текущей в ней жидкостью. Если жидкость поступает с постоянной температурой о, а стенки трубы находятся при некоторой более низкой температуре развитие температурного пограничного слоя происходит так, как показано на рис. 23. 3. По мере удаления от входа в трубу пограничный слой утолщается, и наконец, смыкается на оси трубы. Расстояние от входа в трубу до точки смыкания называется длиной температурного входного участка. За этой точкой распределение температуры становится все более ровным. Если труба достаточно длинная, устанавливается равномерное распределение с температурой з. Профили температуры вблизи входа изображены на рис. 23. 4. [c.294] Как упомянуто выше, профиль температуры в некотором сечении потока зависит от профиля скорости. Это влияние отражается наличием в уравнениях энергии (10. И) членов, содержащих скорость. [c.294] Нечего и говорить, что этим дополнительным усложнением приходится часто пренебрегать, чтобы получить решение. Такое упроп],ение может вызвать серьезные ошибки, если вязкость жидкости сильно зависит от температуры. Обычно градиент температуры больше всего у стенки, а это как раз та область, где больше всего также и градиент скорости. Влияние температуры на вязкость жидкости около стенки может поэтому иметь особое влияние на распределение скорости и температуры. [c.295] Понятие коэффициента теплоотдачи полезно, но не позволяет в действительности уйти от сложной по своей сути задачи. Величина а зависит от свойств жидкости, геометрии и шероховатости поверхности и характера течения жидкости. Существует несколько методов определения а. Для случая ламинарного течения используют аналитические методы для турбулентных течений будут использованы интегральные методы, теория пути перемешивания и анализ размерностей. [c.296] Применение уравнения (23. 10) затрудняется очень сильной зависимостью (иногда — до третьей степени) а от разности температур /в — tsl. [c.298] Коэффициент а в технической литературе часто называется частным пленочным коэффициентом. Это выражение проще понять, если рассмотреть теплоотдачу к турбулентному потоку жидкости в трубе. [c.298] Весьма ценно приобрести некоторое представление о величине различных коэффициентов. В процессах теплообмена обьгчно объединяются последовательно и параллельно различные механизмы. Часто величина одного или двух сопротивлений настолько больше величины остальных, что адекватное рассмотрение достигается при пренебрежении всеми малыми сопротивлениями. Воспроизведем из книги Мак-Адамса [108] табл. 23. 1, чтобы показать относительную величину различных типов коэффициентов теплоотдачи. [c.299] Поясним представление об определяюш,ем сопротивлении если воздух нагревается в устройстве, где конденсируюп] ийся пар отдает свое тепло с одной стороны металлической поверхности, а воздух получает это тепло на другой ее стороне, то, очевидно, сопротивление со стороны конденсируюш егося пара будет пренебрежимо мало по сравнению с сопротивлением со стороны воздуха. [c.299] Задача о теплопроводности в последовательно соединенных сопротивлениях уже рассмотрена. Сейчас уместно рассмотреть систему, в которой теплообмен осуш ествляется последовательно путем теплопроводности и конвекции. [c.299] В некоторых задачах допустимо считать, что всеми членами, кроме одного, можно пренебречь и записать кг щ или к — = а,) в зависимости от того, какой член остается. [c.301] Коэффициент теплопередачи может быть определен применительно к одной из логарифмически средних площадей, но это делается редко. На деле при составлении таблиц коэффициентов теплопередачи часто не указывают, относятся ли приведенные данные к или поскольку неопределенность в коэффициентах теплоотдачи несколько больше, чем влияние отношения площадей. В таких случаях обычно предполагают, что задан коэффициент Таблицы коэффициентов теплопередачи даны у Перри [124] и Нельсона [118], Выборка, приведенная в табл. (23. 2), взята из Перри. [c.302] Значения, вроде приведенных в табл. (23. 2), рекомендуются только для предварительных оценок при проектировании, хотя нередко это единственная информация по данному вопросу, которую можно получить. [c.302] При проектировании теплообменников наличие загрязняющих отложений учитывается использованием коэффициентов загрязненности, имеющих вид коэффициентов теплоотдачи. [c.303] В технике используются оба эти термина, Нельсон показывает, что загрязнение часто так же сильно зависит от скорости течения жидкости вдоль поверхности, как и от природы жидкости. Выборочная таблица коэффициентов загрязненности дана в табл. 23. 3. Очевидно, что обычно сопротивление загрязнения будет возрастать со временем до тех пор, пока не станет необходимой очистка есть, однако, некоторые случаи, в которых сопротивление перестает возрастать по истечении некоторого времени, так как скорость отложения уравнивается со скоростью вымывания осадка. Влияние времени никак не отражено в табл. 23. 3. Это обычно для публикуемых данных И3 3а приближенного характера имеющихся сведений. [c.303] Найти коэффициент загрязненности, коэффициент теплоотдачи па границе с паром (считая его постоянным) и коэффициент теплоотдачи на границе с водой при скорости щ = 0,6 м1сек. [c.305] конденсирующийся в змеевике Стенка трубки — расплавленный жир Расплавленный жир — стенка емкости Наружная поверхность теплоизоляции — внешняя среда. [c.305] Вернуться к основной статье