Теплоотдача в трубах при постоянной температуре

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

Случай постоянной температуры поверхности теплообмена. Гораздо чаще, чем случай постоянного теплового потока, рассмотренный в предыдущем разделе, реализуется случай существенно постоянной температуры поверхности теплообмена. Примерами такого распределения могут служить кривые на рис. 4.1, б и 4.1, й, характеризующие распределения температур в конденсаторах и испарителях. Поскольку коэффициент теплоотдачи при кипении или конденсации очень велик, температура стенки трубы существенно постоянна и почти равна температуре кипящей жидкости или конденсирующегося пара. [c.79]

Вследствие значительной интенсивности переноса тепла от псевдоожиженного слоя к стенке аппарата (или в обратном направлении) в аппаратах с псевдоожиженным слоем достигается быстрый подвод или отвод тепла. При расчете теплоотдачи между слоем и поверхностью теплообмена по уравнению (УП,72) нужно знать среднеинтегральную разность температур At между переменной температурой и практически постоянной температурой слоя. В данном случае величина а зависит от указанных выше различных факторов, в том числе от расположения и конструкции поверхности теплообмена (поверхности стенок аппарата, труб или других теплообменных элементов, помещенных внутри слоя). [c.295]

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]

Температура теплоносителя при входе в трубу составляет от-Температура стенки трубы постоянна по ее длине и равна с < от-Найти уравнение подобия для теплоотдачи в трубе. [c.573]

В данном случае, так как труба движется через охлаждающую ванну, коэффициент конвективной теплоотдачи изменяется, в то время как решения уравнений теплопередачи получены только для случая постоянного коэффициента теплоотдачи. Поэтому, для того чтобы можно было решать эту задачу, необходимо разделить трубу на несколько участков, предположив, что в пределах каждого участка коэффициент /г постоянен. Однако при этом нельзя будет пользоваться существующими диаграммами, так как при их расчете исходили из предположения, что первоначальное температурное поле однородное. По мере остывания трубы распределение температур в стенке становится очень неравномерным. Поэтому наиболее разумно определить величину эффективного или среднего коэффициента теплоотдачи и подставить его в приведенные в главе II уравнения. [c.329]

Рассмотрим процесс конденсации паров в охлаждаемой снаружи трубе при постоянной температуре поверхности конденсации Та по всей длине трубы. Предположим, что пересыщение пара достигает критической величины в сечении И—II (рис. 13). После образования капель начинается коагуляция, в процессе которой число капель уменьшается, а размер их увеличивается. Это приводит к понижению давления насыщенного пара над каплями и, следовательно, к конденсации паров на поверхности капель. Вследствие выделения тепла конденсации температура капель становится выше температуры окружающей парогазовой смеси и происходит теплоотдача от капель к газу. [c.71]

Таким образом, из анализа размерностей следует, что в случав вынужденной конвекции в трубах при постоянной температуре на стенке коэффициент теплоотдачи можно скоррелировать в виде зависимости безразмерной группы Nu от чисел Рейнольдса и Прандтля, а также от геометрического фактора LjD. Аналогичные корреляции могут быть получены и для коэффициентов Сд, а и а ок (см. задачу 13-7) [c.372]

Теплоотдача от конденсирующихся паров, а) На наружной поверхности вертикальной трубы, имеющей внешний диаметр 2,54 см и длину 30,5 см, поддерживается постоянная температура 87,8 °С. Какова суммарная скорость теплопереноса через стенку трубы, если она окружена насыщенным водяным паром, находящимся под давлением 1 атм [c.396]

Принимая постоянной температуру поверхности стенки и начальную температуру жидкости в каждой точке потока, Нуссельт определял средний коэффициент теплоотдачи ае,, для стенки трубы или плоской вертикальной стенки высотой Ь. Этот коэффициент, так же как при ламинарном движении внутри трубы, определяется по средней температуре жидкости внизу (хотя в слое жидкости имеется градиент температуры). Обозначим через 5 безразмерную величину [c.408]

Рассмотрим однородную цилиндрическую стенку (трубу) с постоянным коэффициентом теплопроводности X. Заданы постоянные температуры подвижных сред /ш1 и ни и постоянные значения коэффициентов теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях трубы а, и аг > (рис. 2-7) [c.37]

Входные эффекты в трубе. Существует много возможных сочетаний тепловых и гидродинамических условий на входе. В последующих примерах мы предположим, что жидкость входит в трубу с равномерно распределенной температурой и что стенка трубы находится при некоторой постоянной температуре, более высокой, чем температура поступающей жидкости. Будет рассмотрено несколько условий течения на входе, и на основе полученных до сих пор сведений из гидродинамики и теплообмена будет качественно установлено их влияние на местные коэффициенты теплоотдачи. [c.326]

Найти коэффициент оребрения для игольчатого ребра, прикрепленного одним концом к поверхности трубы, имеющей температуру 93,5° С. Воздух, обтекающий ребро, имеет температуру 15,6 С и коэффициент конвективной теплоотдачи 48,8 ккал м Ч-град, который можно принять постоянным для всех точек ребра. Ребро представляет собой сплошной стальной цилиндр диаметром 3,2 мм и высотой 25,4 мм. Градиентами температур в плоскостях, параллельных основанию ребра, можно пренебречь-29. 9. Труба с ленточным спиральным оребрением обогревает воздух за счет конденсации пара внутри трубы. Медное ребро толщиной 7,6 мм и высотой 25,4 мм намотано снаружи на медную трубу с внешним диаме- [c.436]

На участках гидродинамической и термической стабилизации происходит формирование профиля скоростей и профиля температур. В результате этого локальный коэффициент теплоотдачи не остается постоянным по длине трубы, а изменяется от бесконечно большого значения во входном сечении канала, асимптотически [c.104]

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]

Гладкие прямые трубы. 1. Гидродинамическое развитое течение жидкости в термическом начальном участке. Хорошо известная задача Гретца— Нуссельта о теплоотдаче при течении несжимаемой жидкости с постоянными физическими свойствами в круглой трубе, с постоянной по длине температурой стенки и полностью развитым ламинарным профилем скорости решалась численно несколькими авторами. Для локальных чисел Нуссельта получены две зависимости [c.234]

Пример 3.1. Определить местный коэффициент теплоотдачи в условиях постоянного теплового потока на расстоянии 0,914 м от входа круглой трубы внутренним диаметром 12,7 мм, по которой течет вода со скоростью 0,0305 м сек при температуре 310,7° К местная температура стенки трубы равна 288,5° К. [c.56]

Однородный по длине обогрев. Поведение теплоотдачи нри однородном подлине обогреве является более простым, чем при постоянной температуре стенки, поскольку в этом случае <1Ть1(1х постоянна по длине, а для полностью развитого теплообмена постоянны также 7 —7 и йТ,ц/с1х. Плотность теплового потока и температура вследствие симметрии постоянны по окружности круглой вертикальной трубы. Для каналов некруглого поперечного сечения одна из них или обе эти величины изменяются по периметру. Теоретические результаты получены в основном для двух предельных случаев для постоянной по периметру температуры, соответствующей бесконечной теплопроводности стенки, и для постоянного по периметру обогрева, соответствующего пренебрежимо малой теплопроводности в стенке. Эти граничные условия дают соответственно нижнюю и верхнюю границы для числа N11. Экспериментальные результаты для конечной теплопроводности в стенке лежат между результатами для этих условий, ыо значительно ближе к условиям постоянства температуры по периметру. [c.317]

Теплопередача в трубах. Рассмотрите задачу о теплопередаче через стенку бесконечно длинной трубы с внутренним и внешним радиусами Rl и кц соответственно для двух следуюи1их случаев 1) на поверхностях Л и поддерживаются температуры Т и Гд соответственно 2) на обеих поверхностях происходит теплопередача от жидкостей с постоянными температурами Та и Ть и с коэффициентами теплоотдачи Лг и Лц. [c.131]

Рассмотрим подробнее процесс выпаривания в пленочном аппарате (рис. 9.2 и 9.20) с нисходящей пленкой внутри труб, обогреваемых конденсирующимся водяным паром постоянной температуры Т. Обозначим (см. рис. 9.20) аконд коэффициент теплоотдачи при конденсации пара S и Х т — толщина и коэффициент теплопроводности стенки апд — коэффициент теплоотдачи от стенки к упариваемому (кипящему) раствору (пленке) Sq — поток раствора в начальном z = 0) сечении oq, Со и /о — его концентрация, теплоемкость и температура кипения S — текущий (в сечении z) поток раствора а, с и t — сто концентрация, теплоемкость и температура кипения IV = = -50(1 — ао/а) — количество растворителя, удаляемого в единицу времени на участке протяженностью z, так что dW = = (Soao/a )da — количество растворителя, удаляемого в единицу времени на элементарном участке dz d — диаметр трубы и [c.728]

Теоретическое решение задачи о теплообмене при установившемся ламинарном режиме движения несжимаемой жидкости в абсолютно гладкой прямой трубе круглого сечения принадлежит Гретцу и Нуссельту [52 ]. Впоследствии это решение было дополнено Г. Гребером [53], Н. П. Шумиловым и В. С. Яблонским [54]. При решении задачи, помимо указанных предпосылок, принималось, что температура во всех точках входного сечения постоянна, температура поверхности стенки не изменяется и физические параметры жидкости постоянны и не зависят от температуры. Теоретический расчет теплоотдачи при постоянстве физических параметров жидкости, отсутствии сил инерции и предположении, что изменение температуры происходит в тонком пограничном слое, был выполнен Левеком [55 ], а затем И. М. Шмушкевичем [56]. [c.136]

При работе реальных пленочных аппаратов в той или иной степени имеет место неравномерность начального орошения поверхностей теплообменных труб по их периметру. Приближенный анализ влияния этого эффекта [29] показывает уменьшение среднего значения коэффициента теплоотдачи по поверхности теплообмена, что приходится компенсировать увеличением трубчатой части пленочного аппарата до 30—40 %. Наиболее значительным влияние неравномерности орошения оказывается при необходимости-нагрева (или испарения) жидкой пленки в аппаратах, работающих при постоянной температуре греющей поверхности (Т = = onst). При условии постоянства теплового потока к пленке, например при электрическом обогреве, неравномерность орошения практически не оказывает заметного влияния на нагрев, жидкой пленки. [c.132]

Расчет средней теплоотдачи при вязкостном режиме течения жидкости в трубах при постоянной температуре стенки (/с = onst) можно производить по следующей формуле [Л. 32] [c.31]

Кожухотрубчатый конденсатор состоит из четырех рядов медных труб, в каждом из которых по четыре трубы трубы размещены по квадратной сетке. Диаметр труб 19 мм, а длина 0,9 м. Вода протекает по трубам с такой скоростью, что коэффициент конвективной теплоотдачи для воды раввЕ а 4880 ккал1м ч град. Вода не намного повышает свою температуру, и можно принять, что она имеет постоянную температуру 15° С. В межтруб-ном пространстве конденсируется чистый насыщенный пар при избыточном давлении 0,35 ат. Требуется определить тепловую производительность конденсатора (в ккал/ч) в этих условиях, если а) копденсатор находится в вертикальном положении и б) в горизонтальном положении. [c.383]

Теоря теплоотдачи, основанная на параболическом распределении скоростей и постоянной температуре стенки. Одно из самых первых применений уравнения нестационарной теплопроводности к нагреванию или охлаждению жидкости, без изменения ее агрегатного состояния, текущей с постоянным расходом и неискаженным ламинарным профилем скоростей внутри трубы, нагреваемая (или охлаждаемая) длина которой равна -, в 1885 г. было дано Грэтцем Ы, 38]. [c.315]

Для поддержания примерно постоянной (высокой) скорости паров сырья при их изменяющемся объеме (вследствие образования продуктов конверсии и изменения температуры) в некоторых печах применяют трубчатые змееЬики с переменным по длине диаметром труб. Для передачи необходимого количества тепла в установленное время, измеряемое долями секунды, кроме внутреннего коэффициента теплоотдачи большое значение имеет температура стенки печных труб, изготовленных из жаропрочных сталей и сплавов. [c.18]

Телшература поверхности труб, прежде всего, зависит от температуры продукта в трубах, от тепловой нагрузки поверхности труб и от коэффициента теплоотдачи продукта внутри труб. Очень неблагоприятно влияет на температуру труб осадок, возникающий в некоторых случаях на их впутренней поверхности (обычно слой кокса), который может привести к небезонасиому перегреву труб. При повышенной температуре снижается долговечность сплавов. При постоянном превышении определенной практически максимальной температуры трубы быстро выходят из строя. [c.75]

При постоянном подводе теплоты температура стенки в сухой области значительно выше, чем в области ниже точки высыхания. Прн дальнейшем повышении теплового потока точка высыхания распространяется (перемещается) вниз по потоку (линия 11). В большинстве экспериментов но изучению кризиса теплоотдачи опыт прерывался, как только появлялось первое отклонение температуры на конце канала. Если тепловой ноток достаточно высок, повышение температуры при кризисе теплоотдачи может привести к расплавлению стенок канала, воз.можное местоположение этой кривой показано линией VI/ на рис. 10. Ситуация, показанная в позициях Я—С/, физически невозможна вследствие расплавления стенок трубы, и, чтобы измерить критический тепловой поток при таких тепловых нагрузках и условиях на входе, необходимо использовать более короткие трубы. Отметим, что линия 22 пересекает линии постоянного термодинамического паросо-держания, и режим течения, в котором происходит кризис теплоотдачи, изменяется от кольцевого до области кипения с недогревом. В этой области механизм кризиса кипения [c.187]

Изменение коэффициента теплоотдачи с паросодержанием. Полезно описать, по крайней мере качественно, последовательное изменение локальной температуры поверхности (или локального коэффициента теплоотдачи) по длине трубы по мере того, как происходит испарение.. Локальный коэффициент теплоотдачи можно получить делением тепловой нагрузки (постоянной по длине трубы) на разность температуры стенки и среднемассовой температуры жидкости. На рие. 1 гюказаны типичные изменения этих двух температур гю длине трубы. Изменение коэффициенга [c.379]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология