Теплоотдача в трубах при ламинарном течении

На рис. 6-23 приведены графики трех решений для теплоотдачи при ламинарном течении в круглых трубах на участке одновременно происходящих тепловой и гидродинамической стабилизации, т. е. когда на входе в трубу температура и скорость потока однородны по сечению (при л = 0) [Л. 12]. Эти результаты получены для среды с Рг = 0 7 и, таким образом, прило- [c.88]

Приведенные выше результаты исследований теплоотдачи при ламинарном течении неньютоновских жидкостей в трубах и каналах позволяют вычислять коэффициенты теплообмена без учета влияния на теплоотдачу свободной конвекции, которая может возникать при определенных условиях. [c.141]

Теплоотдача при ламинарном течении в прямых трубах и каналах (Ве < 2300). [c.158]

Рис. 12-9. Теплоотдача при коидеисации водяного пара в вертикальной трубе ламинарное течение пленки конденсата.

Конденсация на пучке горизонтальных труб. При конденсации на пучке горизонтальных труб конденсат стекает с верхних труб на нижние, увеличивая толщину пленки на них и уменьшая коэффициент теплоотдачи. При ламинарном течении пленки коэффициент теплоотдачи а трубы, находящейся в /г-м вертикальном ряду горизонтального пучка, [c.433]

Приведем наиболее распространенные формулы для определения коэффициентов теплоотдачи нри движении жидкости в трубах. При ламинарном течении любой жидкости, когда Ке < 2000, для определения коэффициента теплоотдачи рекомендуется формула [c.58]

Стекание конденсата каплями или небольшими прерывистыми струйками, с одной стороны, вызывает только локальные утолщения пленки на нижележащих трубах при несколько меньшей средней толщине ее по сравнению с равномерным распределением конденсата по длине трубы, и, с другой стороны, падающие капли и струйки вносят возмущения и нарушают ламинарное течение конденсата, способствуя образованию- волн и локальной турбулизации течения. Эти факторы обусловливают. соответствующее качественное изменение механизма переноса тепла в пленке, вследствие чего действительное влияние изменения толщины пленки на теплоотдачу в пучке горизонтальных труб оказывается значительно меньшим, чем это вытекает из упрощенной схемы стекания конденсата, принятой Нуссельтом. [c.137]

Рис. (. Теплоотдача при ламинарном и турбулентном течениях п трубе при постоянной температуре стенки

Рис. 5. Теплоотдача прн ламинарном и турбулентном течении в трубе при постоянной температуре стенки

Если стандартные элементы в теплообменнике расположены симметрично, можно ожидать, что тепло- и массообмен в каждом из элементов всей системы будет таким же или по крайней мере пропорциональным тепло- и массообмену в изолированном элементе. Это можно показать на следующем примере. Рассмотрим кожухотрубный теплообменник, в котором температура кожуха поддерживается постоянной в результате испарения жидкости (рис. 1). Если коэффициент теплоотдачи в трубах определяется только скоростью, то можно воспользоваться и—а-методом. Коэффициент теплоотдачи при ламинарном илн турбулентном течении можно рассчитать при известной скорости течения. Если размеры всех труб одинаковы, а скорость течения определяется гидравлическим сопротивлением, то коэффициенты теплоотдачи всех труб также одинаковы. Температура жидкостной среды в трубе изменяется от А, о во входном сечении до 7 на выходе в соответствии с уравнением [c.84]

Тепловые граничные условия практически не влияют на коэффициент теплоотдачи в турбулентном течении кроме того, и влияние гидравлических условий на входе в этом случае не столь существенно, как при ламинарном течении. Тем не менее для очень коротких труб средний коэффициент теплоотдачи может быть в 2 раза больше, чем для длинных. [c.93]

Данные по ламинарному течению в трубах представлены работами, в которых рассматриваются витые трубы [17, 18] и поперечные ребра в кольцевом зазоре [19], Наблюдалось увеличение коэффициентов теплоотдачи до 100%. Интенсификация широко используется в плоских теплообменниках. В [20] описано исследование интенсификации процессов теплообмена при номинально ламинарном течении воздуха в плоскопараллельных каналах большого относительного удлинения при помощи нанесения на поверхность мелкой ряби и выступов. В большинстве плос-ских теплообменников используются рифленые поверхности как для улучшения структуры течения, так и, аля интенсификации теплообмена. Обычно считается, что характеристики теплопереноса и перепада давления на промышленных гофрированных поверхностях, используемых в плоских теплообменниках, вполне сходны. [c.323]

Коэффициенты теплоотдачи могут быть существенно выше в трубах, свернутых спиралью, чем в прямых трубах, из-за вторичных течений, порождаемых искривлениями трубы. Корреляция [36] рекомендуется для расчета осредненных по периметру чисел Нуссельта для полностью развитого ламинарного течения в трубах с однородной температурой стенки [c.325]

Уравнение (VI 1.60) характеризует коэффициент теплоотдачи на входном участке и дает повышенные значения по сравнению с рассчитанными из (VI 1.59). Это объясняется тем, что температурное поле формируется постепенно на некотором расстоянии от места ввода жидкости. Так как формула (VII.60) справедлива только при ламинарном течении пленки, т. е. при малых числах Рейнольдса, то она оказывается необходимой в очень редких случаях или при высоких значениях Рг, или при малых длинах труб Н. Так, для водяной пленки при температуре 30° С (Рг = = 5,4) и Ке , = 500, чтобы выполнялось условие Ре 46/Я > 70, высота насадки должна быть Н < 0,045 м. [c.150]

Из опытных да1 ных С. С. Кутателадзе, при ламинарном течении пленки конденсата (7 е <180) коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на вертикальной трубе может быть определен по уравнению [c.317]

Рис. 7-11. Характеристики теплоотдачи и гидравлического сопротивления при течении газа через насадочную поверхность, образованную одинаковыми каналами треугольного сечения. Зависимости получены на основе экспериментальных данных для поверхностей, образованных одинаковыми каналами треугольного сечения с углом при вершине от 60 до 90°. Пунктирные линии в области ламинарного течения представляют аналитическое решение для матриц с каналами, имеющими в сечении равносторонние треугольники, L[rr=oo в области турбулентного сечения пунктирные линии представляют собой характеристики труб круглого сечения.

При ламинарном течении в трубах (Ке,к<2300) теплоотдача определяется факторами как вынужденного, так и свободного движения [22] [c.290]

Исследования при больших числах Прандтля. В работе [65] выполнен анализ полностью развитого ламинарного течения в трубе жидкости с большим числом Прандтля и зависящей от температуры вязкостью. В анализе применяли новый параметр вязкости. Было установлено, что число Нуссельта для ламинарного течения в горизонтальной трубе при больших числах Прандтля пропорционально (Ка) /1 Предложены корреляционные соотношения для коэффициента теплоотдачи в различных диапазонах изменения вязкости. [c.647]

При пленочной К чистых паров неметаллов коэф теплоотдачи определяется в осн термич сопротивлением пленки конденсата, к-рое зависит от режима ее течения Последний в случае практически неподвижного пара определяется числом Рейнольдса пленки Re , = ii>5/v,, где li, S-соотв средняя по сечению скорость и толщина пленки конденсата, v, -кинематич вязкость конденсата Для К на вертикальной пластине или трубе при Re менее 5-8 течение пленки чисто ламинарное, при превышении этих значений Re -ламинарно-волновое, при Ке л 350-400-турбулентное На вертикальных П0В-СТЯХ значит высоты могут наблюдаться области с разл режимами течения пленки конденсата При ламинарном течении увеличение Re j, с возрастанием тол щины пленки приводит к уменьшению коэф теплоотдачи, при турбулентном течении-к его увеличению Если пар перегрет, К сопровождается конвективной теплоотдачей от [c.449]

Изложены результаты экспериментального исследования теплоотдачи при конденсации водяного пара давлением 0.8—7 МПа внутри вертикальных труб длиной 1.5—3 м и диаметром 10 и 20 мм. Опыты проведены как в области ламинарного течения пленки, так и турбулентного при одновременном воздействии спутного потока пара. Установлено, что критическое значение числа Рейнольдса пленки, при котором осуществляется переход от ламинарного к турбулентному режиму течения, возрастает с ростом давления. Получено выражение для расчета критического значения числа Рейнольдса пленки конденсата. Опытные данные как в области ламинарного течения пленки, так и турбулентного (0.3 < А < 4000) обобщаются единой зависимостью. Лит. — 16 назв., ил. — 8, табл. — 1. [c.214]

Особенностью перемешивания высоковязких сред в аппаратах со шнековыми и ленточными мешалками в ламинарном режиме является четко выраженный циркуляционный характер течения жидкости [13], в том числе вдоль поверхностей теплообмена. Сходство характера течения среды в этих аппаратах с течением жидкостей в трубах и каналах оказало влияние на форму расчетных зависимостей для определения коэффициентов теплоотдачи. Общие виды уравнения теплоотдачи и значения показателей степеней этих уравнений для шнековых и ленточных мешалок [47. 49, 64 ] соответствуют уравнению теплообмена для длинных труб при вязком ламинарном течении жидкости [82] [c.166]

Рассмотренные выше положения касаются теплоотдачи к жидкости, поток которой ограничен гладкими стенками. Если стенки имеют шероховатость, то ее влияние при ламинарном течении проявляется в увеличении обтекаемой поверхности (подобно эффекту оребрения) на структуру же потока шероховатость не влияет. Аналогичные выводы относятся и к турбулентным течениям в области гладкого трения, т. е. когда выступы шероховатостей не выходят за пределы вязкого подслоя. В области же шероховатого трения теплоотдача интенсифицируется за счет турбулизации вязкого подслоя. Одновременно возрастает и гидравлическое сопротивление, обусловленное трением. Создание искусственной шероховатости используется как метод интенсификации теплоотдачи. Экспериментально найдено, что оптимальное соотношение шага между соседними выступами и их высотой равно примерно 13. При этом коэффициент теплоотдачи примерно в 2,3 раза выше, чем при гладких трубах. [c.305]

Теплоотдача при ламинарном режиме. При малых скоростях течения жидкости в каналах и трубах, когда Ке= 2200, течение [c.74]

Пример естественного циркуляционного движения теплоносителя при более горячей стенке трубы показан на рис. 3.13. Показатель степени при критерии Ог невелик, что свидетельствует об относительно небольшом, но все же заметном влиянии естественной конвекции на интенсивность теплоотдачи при ламинарном режиме. При турбулентном режиме течения, когда скорость вынужденного движения теплоносителя вдоль трубы из и, соответственно, влияние критерия Ке на значение а больше, естест- [c.240]

Из формул, приведенных в технической литературе, лучше всего выражает закономерности теплоотдачи при ламинарном течении в горизонтальных трубах формула И. Т. Аладьева [c.57]

Для расчетов поверхиости теплообмеиа необходима эффективная длина труб Эта длина также используется при расчетах корректируюн1его коэффициента (см. 3.3.0), учитывающего концевые зоны Н-образных труб. В уравнениях для расчета теплоотдачи при ламинарном течении эффективная длина труб входит в качестве параметра в выражение й1Е. В этих уравнениях I следует интерпретировать как длину невозмущенного потока . Во всех случаях, за исключением и-образных пучков труб, [c.39]

Практика показывает, что длины труб, применяемых в реальных теплообменниках, обычно удовлетворяют условию 1/(йРе)<0,05 и даже 1/( Ре)-<0,01. Б. С. Петуховым, Е. А. Краснощеко-вым и Л. Д. Нольде были проведены экспериментальные исследования теплоотдачи при ламинарном течении в трубе и щелевом канале прямоугольного сечения. Б качестве рабочей среды было [c.134]

Теплоотдача при ламинарном течении жидкости или газа (пара) Б горизонтальной трубе определяется по формуле И. Т. Аладьева [c.24]

Бергелин, Кольборн и Халл [1Ь] определяли коэффициенты теплоотдачи для ламинарного течения минерального масла под прямым углом к трубам, расположенным в 10—14 рядов испытывалось семь различных моделей теплообменников. Было об- [c.377]

Ниже рассматривается качественно конденсация на вертикальной поверхности, которой в теплообменниках служит обычно вертикально расположенная труба. На рис. 1 показаны основные особенности конденсации на такой поверхиости при неподвижном паре, т. е. при незначительном сдвигающем усилии. Расход конденсата, текущего вниз, равен нулю в верхней части поверхности и с удалением от нее увеличивается по мере того, как накапливается конденсат. В верхней части поверхности существует область с очень малыми числами Re конденсата, где течение ламинарное и безволновое. В некоторой расположенной ниже по поверхности точке число Re достигает такого значения, при котором на границе раздела пар — жидкость образуются неустойчивости, приводящие к появлению волн на пленке. Еще ниже по поверхности число Re возрастает до значения, когда возникает турбулентность. В области ламинарного течения коэффициент теплоотдачи уменьшается с увеличением толщины конденсатной пленки, хотя в области волнового движения скорость уменьшения снижается вследствие перемешивающего эффекта волн. Тур- [c.340]

В кольцевом канале теплообменника труба в трубе часто возникает ламинарный или переходной режим течения теплоносителя. В этом случае формирование пограничного слоя по длине ребер оказывает существенное влияние на теплообмен и учитывается в расчетах коэффициентов теплоотдачи. Коэффициенты теплоотдачи при ламинарном или переходном режиме течения могут быть увеличены за счет разделения и перемешивания потока продольными ребрами на определенных интервалах длин. Ребра разделяют поток в радиальном направлении от основания до наружной кромки, которая вызывает закручивание теплоносителя и перетекание его в соседние радиальные каналы. Данный эффект перемешивания обычно учитывается при расчетах коэффициентов теплоотдачи введением длины участка неременшвания по аналогии с длиной участка стабилизации потока. Очевидно, это приводит к увеличению и перепаду давления. Оптимальная длина участка перемешивания 300—1000 мм. [c.19]

В компактных теплообменниках, использующих в качестве теплоносителя воздух при атмосферном давлении, ввиду малых гидравлических радиусов проходных сечений для воздуха и ограничений по мощности, затрачиваемой на прокачку, рабочий диапазон чисел Рейнольдса составляет 1000 ч- 5000. Другими словами, рабочая область — это переходная область от ламинарного течения к турбулентному. При работе в этой области лyчuJe всего выбирать такую геометрию теплообменной матрицы, которая вызывала бы некоторую турбулентность потока при малых числах Рейнольдса. Кривые рис. 11.7 свидетельствуют о том, что при использовании матрицы из сплющенных труб с рифлеными ребрами (поверхность № 9,68 — 0,870) нерегулярности геометрии вызывают в потоке воздуха турбулентность, достаточную для улучшения коэффициента теплоотдачи при числах Рейнольдса вплоть до 500, при которых коэффициенты теплоотдачи для плоских и рифленых ребер становятся одинаковыми (хотя фактор трения все еще несколько выше для рифленых ребер). Заметим также, что наклон кривых для фактора трения на рис. 11.7 становится более крутым прп числах Рейнольдса, меньших примерно 2000. Это означает, что хотя течение преимущественно является турбулентным, ламинарный подслой в пограничном слое утолщается по сравнению с развитым турбулентным течением. [c.214]

На трубах глубинных рядов коридорного пучка максимум локальной теплоотдачи наблюдается на образующей, отстоящей от лобовой на 50 . В шахматных пучках максимум теплоотдачи труб всех рядов отмечается на лобовой образующей. Теплоотдача труб третьего и последующих рядов пучка одинакова. Если это значение принять за 100%, то в шахматных и коридорных пучках теплоотдача труб первого ряда составляет лишь 60%, второго коридорного ряда 90%, а второго шахматного ряда 70%. При прочих равных условиях в ламинарной области теплоотдача шахматных пучков в 1,5 раза выше коридорных. В смешанном режиме течения, когда передняя поверхность труб омывается ламинарным пограничным слоем, а кормовая — вихревым потоком, эта разница в теплоотдаче шахматных и кориг дорных пучков уменьшается и в пределе при Ке>10 практически исчезает. [c.177]

Авторы работы [44] применили метод возмущений для расчета влияния естественной конвекции на полностью развитое ламинарное течение в горизонтальной трубе при граничном условии постоянной плотности теплового потока. Среднее число Нуссельта было существенно выше, чем в условиях только вынужденной конвекции. Отметим, что предположение о полностью развитом течении означает полностью развитое вынужденное течение на входе в нагреваемую секцию трубы. Подробный численный расчет полностью развитого ламинарного смешанноконвективного течения в горизонтальной трубе проведен в работе [119]. В случае постоянной плотности теплового потока на стенке получены решения для коэффициента теплоотдачи и падения давления в потоке воды при двух предельных граничных условиях. При высокой теплопроводности стенки трубы значения числа Нуссельта и коэффициента трения выше, чем при низкой теплопроводности стенки. Кроме того, в последнем случае отмечено существенное изменение температуры стенки по окружности трубы. Вслед за этими расчетами выполнено экспериментальное исследование [8], в котором проводились визуальные наблюдения и количественные измерения характеристик течения воды в нагреваемой стеклянной трубе. Было установлено, что естественная конвекция вызывает возникновение вторичного течения на сравнительно коротком участке трубы. [c.645]

Теплоотдача без изменения агрегатного состояния теплоносителей. Рассмотрим сначала теплоотдачу при течении жидкости в трубах. При вынужденном течении жидкости внутри трубы различают два режима течения ламинарный и турбулентный. При ламинарном течении перенос теплоты от одного слоя жидкости к другому в направлении нормали к стенке происходит благодаря теплопроводности, В то же время каждый слой имеет в общем случае различную скорость продольного движения. Поэтому наряду с поперечным переносом теплоты вследствие теплоп1Юводности происходит также конвективный перенос теплоты в продольном направлении. В силу этого теплообмен при ламинарном режиме течения зависит от гидродинамической картины движения. [c.184]

В зависимости от направления теплового потока изменение профиля скорости оказьшается различным. При охлаждении жидкости ее температура у стенки ниже, а вязкость выше, чем в ядре потока. Поэтому по сравнению с изотермическим течением в этих условиях скорость движения жидкости у стенки ниже, а в ядре потока выше. При нагревании жидкости, наоборот, скорость течения жидкости у стенки выше, а в ядре потока ниже. На практике обычно скорость и температура на входе в трубу имеют профрии, близкие к равномерным. Для этих условий расчет среднего коэффициента теплоотдачи при ламинарном режиме течения жидкости в трубах при отношении длины трубы I к её дааметру (1, равном //с > 10, и Ке > 10 можно проводить по формуле [c.185]

График зависимости оэффвциентов трения от числа Ке для обычных и специальных труб, используемых в теплообменниках, приведен па рис. 9.5. Для других значений шероховатости поверхности рекомендуется воспользоваться соотношением Моуди [6]. В области ламинарного течения на графике имеется только одна линия, так шероховатость поверхности здесь не играет существенной роли. Следует обратить внимание на то, что на рис. 9.2 график зависимости фактора теплоотдачи от числа Ке в турбулентной области также представлен одной кривой, поскольку влияние шероховатости на теплоотдачу относительно невелико по сравнепию с ее влиянием на трение. [c.305]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология