Коэффициент теплоотдачи при обтекании турбулентном движении в труб

Исследования показали, что при движении потока в гладких трубах и каналах конвективный коэффициент теплоотдачи при прочих равных условиях в два и более раза ниже, чем при внешнем обтекании круглых труб и тел другой формы. В связи с этим возникает вопрос, возможно ли за счет преимуществ внешнего обтекания достичь значений коэффициентов теплоотдачи, характерных для развитого турбулентного режима, в области ламинарного и переходного режимов течения. С этой целью были проведены исследования теплоотдачи и сопротивления элементов с двуугольными каналами малых эквивалентных диаметров. Опыты проводились на аэродинамической установке разомкнутого типа. Воздушный поток создавался воздуходувкой производительностью 250 м 1ч и напором 3500 мм вод. ст. Исследования проводились на одиночных элементах, обогреваемых кипящей водой и состоящих из двух профильных листов шириной приблизительно 100 мм, длиной 180—200 мм. При этом, как показали визуальные наблюдения, в слое воды, прилегающем к стенке элемента, происходит интенсивная циркуляция пароводяной эмульсии, что обеспечивает высокие значения коэффициентов теплоотдачи со стороны кипящей воды и, как следствие этого, постоянную температуру стенок элементов, равную температуре насыщенного пара. Вследствие того, что коэффициенты теплоотдачи со стороны кипящей воды большие, тепловым сопротивлением от воды к стенке пренебрегали. Коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха принимали равным коэффи-циенту теплопередачи. Результаты опытов обрабатывались в критериях подобия [c.38]

Для интенсификации теплообмена при малых скоростях теплоносителей скорость их движения увеличивают в многоходовых ТА с поперечными перегородками в межтрубном пространстве (рис. 6.2.5.1). При неизменном расходе теплоносителя I скорость его перемещения в трубном пространстве пропорциональна числу ходов, а коэффициент теплоотдачи а при вынужденном движении зависит от скорости как и ддя турбулентного и ламинарного режимов течения соответственно. Для теплоносителя П в межтрубном пространстве наличие поперечных перегородок с сегментными вырезами также приводит к увеличению скорости его движения и к обтеканию наружной поверхности трубного пучка под углом около 60°, что интенсифицирует наружную теплоотдачу пропорционально, где w — скорость теплоносителя в вырезе перегородки. Еще одна чисто механическая функция перегородок состоит в создании дополнительных механических опор для длинных (до 8 метров) труб ТА при его горизонтальном расположении. [c.347]

Непропорциональное увеличение коэффициента сопротивления вызвано, вероятно, суш,ественной долей сопротивления формы поверхности в полной потере давления на трение. В потоке вдоль пластин и внутри гладких труб, где сопротивление формы отсутствует, аналогия между переносом тепла и количества движения достаточно хорошо соблюдается. Однако при поперечном обтекании цилиндров сопротивление формы составляет основную часть полного сопротивления потоку, и коэффициент сопротивления (рассчитанный по полному перепаду давления) больше не связан с коэффициентом теплоотдачи линейной зависимостью, как в случае /-фактора. По-видимому, то же положение справедливо в случаях, когда элементы шероховатости твердой поверхности простираются за пределы ламинарного подслоя — в турбулентное ядро. [c.363]

Определение Митр и Ыомт производится по критериальным уравнениям. В виде иллюстрации приводим здесь наиболее распространенные в проектировании критериальные уравнения для ламинарного, переходного и турбулентного движения потока в трубах (ПП-МЦтр), критериальные уравнения для расчета Ыцмт при поперечном обтекании труб (ПП-Нимт) и алгоритмы расчета коэффициентов теплоотдачи в трубах (ПП-Отр) и между трубами (ПП-Омт)- [c.143]

Рассмотрим свободную конвекцию воздуха вдоль нагретой вертикальной трубы (рис. 7.1). Как и при вынужденном обтекании, около трубы имеется пограничный слой. Вначале толщина слоя и скорость воздуха малы, течение ламинарное. Коэффициент теплоотдачи а в этой области по мере продвижения вверх уменьшается. Далее, при определенной толщине слоя ламинарное течение теряет устойчивость, струйки воздуха испытывают поперечные колебания и течение становится волновым (локонообразным). В верхней части трубы упорядоченное движение нарушается, воздух интенсивно перемешивается, образующиеся вихри систематически отрываются от поверхности трубы, т.е. здесь имеет место турбулентный режим движения воздуха. Таким образом, как и при вынужденном обтекании пластины, в случае свободной конвекции около вертикальной трубы (или вертикальной плоской стенки) наблюдается ламинарный, переходный и турбулентный режимы течения в пограничном слое. В соответствии с этим находится и характер изменения а по высоте стенки (рис. 7.1). В области турбулентного пограничного слоя значение а практически постоянно, так как оно в значительной степени зависит от толщины вязкого подслоя, которая (в отличие от вынужденного обтекания пластины) не возрастает, а остается постоянной. В первую очередь это объясняется тем, что по мере продвижения к верхнему краю стенки скорость свободного движения воздуха увеличивается, в то время как при вынужденном обтекании пластины [c.218]