Теплоотдача при поперечном обтекании труб

Изучению теплоотдачи при поперечном обтекании труб и пучков посвящено множество экспериментальных работ. Экспериментальные данные обобщаются, как правило, эмпирическими уравнениями одного из двух видов [c.111]

Теплоотдача при вынужденном поперечном обтекании труб. Для того чтобы лучше понять зависимость коэффициента теплоотдачи от гидродинамических условий обтекания теплоносителем наружной поверхности труб, рассмотрим вначале поперечное обтекание одиночной трубы, а затем-пучка труб. При поперечном обтекании трубы на лобовой части ее поверхности образуется ламинарный пограничный слой, толщина которого постепенно увеличивается (рис. 11-13). При обтекании лобовой части трубы сечение потока уменьшается, скорость жидкости увеличивается, а давление у поверхности падает. В кормовой части трубы давление увеличивается, так как скорость уменьшается скорость жидкости в пограничном слое также снижается, а начиная с некоторого сечения частицы движутся в обратном направлении, образуя вихри, которые периодически отрываются с поверхности трубы и уносятся потоком (подробнее см. разд. 6.8). При этом соответственно изменяется значение локального коэффициента теплоотдачи по поверхности [c.295]

Локальный коэффициент теплоотдачи при этом может иметь два минимальных значения (рис. 11-13,г) одно-в точке перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный, другое-в точке отрыва от поверхности трубы турбулентного пограничного слоя. Для определения среднего коэффициента теплоотдачи при поперечном обтекании трубы предложены следующие уравнения [c.296]

Эшер Висс (Швейцария) греющие элементы, выполненные в виде пучков обогреваемых паром труб, помещены непосредственно в кипящий слой материала (рис. 3.13) [131]. Суммарная площадь поверхности трубчатки позволяет подводить 60 - 80% требуемого для сушки тепла, что приводит к снижению количества подаваемого на сушку воздуха в 4 раза и уменьшению площади решетки в 3 раза. Конструкция сушилки такова, что можно быстро открыть боковые люки и выкатить на роликах блоки теплообменников для чистки. Коэффициент теплоотдачи от поверхности греющих труб к омывающему их Потоку газовзвеси достигает 300 Вт/(м К), что обусловлено поперечным обтеканием труб газовым потоком и присутствием в нем твердой фазы взвешенного дисперсного материала. Однако такая конструкция имеет недостаток, заключающийся в отложении частиц ПВХ в застойных зонах - на верхних сторонах поверхностей горячих труб. Отложившийся ПВХ подвергается длительному воздействию высоких температур и постепенно разлагается, загрязняя продукт. Поэтому и требуется частая чистка теплообменников. [c.107]

Теплоотдача при вынужденной конвекции жидкости в трубах, поперечном обтекании труб и вдоль плоских поверхностей достаточно полно и систематически исследована. Результаты этих экспериментальных исследовании обычно интерполируются уравнением Нуссельта [c.62]

Для определения толщины пленки жидкости и скорости ее течения можно пользоваться зависимостями (60) и (69), полученными автором из решения задачи поперечного обтекания трубы пленкой жидкости. Влияние физических свойств жидкости на теплоотдачу учитывают [c.70]

Уравнения для теплоотдачи при вынужденном продольном или поперечном обтекании труб можно получить с помощью анализа размерностей. Как видно из рис. 1.1, наружная и внутренняя поверхности труб могут быть развиты либо с помощью дополнительных ребер, укрепляемых на стенке, либо путем экструзии (выдавливания) ребер из материала самой трубы. В этой книге гладкие трубы рассматриваются главным образом с точки зрения возможности их развития и создания сребренных поверхностей различных геометрий, а также как эталон для сравнения с оребренными трубами по эффективности и стоимости. [c.33]

Коэффициенты теплоотдачи при поперечном обтекании труб с высокими ребрами в каналах [c.414]

Рис. 11.20. Теплоотдача и потери давления при поперечном обтекании труб с высокими ребрами.

В отличие от коэффициента теплоотдачи потери давления сильно зависят от продольного и поперечного шагов труб и их расположения в пучке. Продольный и поперечный шаги труб е поперечно обтекаемых пучках часто бывают неодинаковыми. Из ряда удачных соотношений для гидравлического сопротивления при поперечном обтекании труб в пучках здесь иопользуется зависимость Гюнтера и Шоу [51], удовлетворительно описывающая опытные данные для масел, воды и воздуха. Хотя диапазон применимости этого соотношения не установлен, для газов оно дает достаточно надежные значе(ния. В качестве характерного размера в числе Рейнольдса используется эквивалентный объемный диаметр учитывающий шаг и расположение последовательных рядов труб. Расчетное уравнение для потерь давления содержит два безразмерных параметра, учитывающих конфигурацию пучка. Эквивалентный объемный диаметр определяется (11.48). [c.415]

При конструировании аппаратов криогенной техники, работающих при температурах жидкого водорода и гелия, применяют эффективные витые теплообменники нз медных трубок с накатанными ребрами (рис. 192, а, б). Зазоры между слоями обеспечиваются ребрами. Между слоями трубок проложен хлопчатобумажный шнур, улучшающий обтекание трубок потоком газа и увеличивающий коэффициент теплоотдачи (см. рис. 192, а). Прн определении коэффициента теплоотдачи в межтрубном пространстве витого теплообменника из оребренных труб (поперечное обтекание труб) газовым потоком пользуются формулой (140). Значения эмпирических коэффициентов Сип определяют по табл. 7. [c.227]

Вместе с тем в случае поперечного обтекания труб более аффективным средством для повышения коэффициента теплоотдачи может оказаться уменьшение диаметра трубок (значе- [c.100]

Требуется конденсировать 10 т/ч насыщенного пара м-гексана при 70 С. Охлаждение конденсатора может быть осуществлено а) водой, нагреваемой от 16 до 36 °С, б) воздухом, нагревае шм от 25 до 48 С. Коэффициент теплоотдачи для конденсирующегося пара гексана в обоих случаях принять равным 1700 Вт/(м2-К). Коэффициенты теплоотдачи для воды и воздуха взять ориентировочно (средние значения) по табл. 4-5, для воды — при турбулентном течении по трубам, для воздуха — при поперечном обтекании труб. Жидкий гексан отводится при температуре конденсации. Термические сопротивления стенки и загрязнений не учитывать. Удельная теплота конденсации гексана 33,3-10 Дж/кг. Определить расходы воды и воздуха (в м /ч) и требуемые поверхности теплообмена. [c.207]

Для повышения коэффициента теплоотдачи азота (у которого коэффициент теплоотдачи значительно ниже, чем у воды) принимаем конструкцию теплообменника с поперечным обтеканием труб азотом, т. е. с перегородками в межтрубном пространстве (рис. 4-4). [c.211]

Поскольку интенсивность теплоотдачи при поперечном обтекании труб теплоносителем выше, чем при продольном, в межтрубном пространстве теплообменника установлены зафиксированные стяжками 5 поперечные перегородки 6, обеспечивающие зигзагообразное по дли- [c.102]

Коэффициент теплоотдачи при поперечном обтекании труб жидкостью зависит от ее свойств, режима движения, расположения труб ч пучке, относительного поперечного ( /й = а) и относительного продольного ( а/ = Ь) шага пучка (рис. 6). [c.24]

При поперечном обтекании трубы или круглого прутка поток раздваивается, причем по обе стороны вдоль передней полуцилиндрической поверхности нарастает пограничный слой медленно движущейся жидкости. Вблизи границы передней полуцилиндрической поверхности этот слой обычно разрушается, отрывается от поверхности цилиндра и уносится потоком, а за цилиндром образуется вихревая зона (рис. 1-5). Коэффициент теплоотдачи имеет наибольшее значение на линии соприкосновения потока с цилиндром, постепенно уменьшается по направлению к границе передней полуцилиндрической поверхности, а затем за счет завихрений снова увеличивается на тыловой полуцилиндрической поверхности. [c.34]

Коэффициент теплоотдачи со стороны хладоносителя при продольно-поперечном обтекании труб в кожухотрубных аппаратах с сегментными перегородками может быть определен по формуле [20] [c.42]

В технике разделения воздуха поперечное обтекание труб организуется, главным образом, для газовых потоков. Почти для всех газов численные значения критерия Прандтля являются одинаковыми. Более того, с изменением температуры число Рг меняется не очень сильно. Так, для воздуха при 273° К и 1 ата Рг = 0,72, а при 93° К и 1 ата Рг = 0,90. Вследствие этого, при расчете теплоотдачи в аппаратах данного типа, [c.289]

Поскольку интенсивность теплоотдачи при поперечном обтекании труб теплоносителем выше, чем при продольном, в меж- трубном пространстве теплообменника установлены зафиксированные стяжками 5 поперечные перегородки 6, обеспечивающие зигзагообразное по длине аппарата движение теплоносителя в межтрубном пространстве. На входе теплообменной среды в меж-трубное пространство предусмотрен отбойник 9 круглая или [c.120]

Поскольку интенсивность теплоотдачи при поперечном обтекании труб теплоносителем выше, чем при продольном, в межтрубном пространстве теплообменника установлены зафиксированные стяжками 5 поперечные перегородки 6, обеспечивающие зигзагообразное по длине аппарата движение теплоносителя в межтрубном пространстве. На входе теплообменной среды в межтрубное пространство предусмотрен отбойник 9 — круглая или прямоугольная пластина, предохраняющая трубы от местного эрозионного изнашивания. [c.22]

Расчетные формулы по теплоотдаче при поперечном обтекании труб и пучков [c.48]

Теплоотдача при поперечном обтекании трубы по формулам [c.24]

Часть потока w f,, проходит по периферии вокруг пучка, направляясь к следующему окну другая часть, эквивалентная Шд, протекает сквозь следующую перегородку наконец последняя часть омывает трубы в поперечном направлении и выходит через следующее окно вместе с потоком При заданной величине массовой скорости и диаметре труб поперечное обтекание труб приводит к значительно более высокому коэффициенту теплоотдачи, чем поток, параллельный трубам . Поэто- [c.379]

В настоящее время существует большое число работ, в которых рассматривается технико-экономическая оптимизация как тепловых схем [66, 67], так и ее отдельных элементов. Так, в [45] исследовалось продольное обтекание трубного пучка в зоне действия закона Блазиуса для коэффициента трения, в [68, 69] анализировалось поперечное обтекание трубного пучка, когда коэффициент теплоотдачи внутри труб можно принять постоянным. [c.116]

Корректный метод расчета теплоотдачи в межтрубной зоне теплообменного аппарата непременно должен включать учет влияния протечек теплоносителя и отложений на величину а . Для расчета коэффициента теплоотдачи при поперечном обтекании пучков труб [1, 28, 82, ИЗ, 131, 144] имеется большое число уравнении. Некоторые из них [82, 131, 144] можно обобщить [c.237]

Теплоотдача при вынужденном поперечном омывании пучков труб. При поперечном обтекании одиночных труб и тем более пучков труб практически всегда имеет место турбулентный режим. Опыт показывает, что плавное, безотрывное обтекание одиночного цилиндра происходит только при очень малых значениях Re(Re<5). При поперечном обтекании переход от ламинарного потока к турбулентному не происходит резко при превышении критического значения Ре, как это имеет место для потока в трубе. [c.110]

Интенсивность теплоотдачи при продольном и поперечном обтекании пучка труб при равных условиях различна, поэтому точнее будет определение значения у как функции двух величин щ и ке, т.е. Яе). [c.241]

Теплоотдача при вынужденном поперечном обтекании потоком пучка гладких труб [c.562]

Коэффициент теплоотдачи при поперечном обтекании коридорного пучка труб для третьего и последующих рядов может быть вычислен по уравнению [c.562]

А. Поперечное обтекание одиночных рядов и пучков труб. Определение коэффициента теплоотдачи. Средний коэффициент теплоотдачи а одного ряда труб или пучка [c.247]

При турбулентном режиме влиянием свободной конвекции возможно пренебречь. На величину теплоотдачи при этом оказывает влияние характер турбулентности (мелкомасштабная или крупномасштабная). Условия обтекания трубы снаружи и внутри различны. Поперечное обтекание трубы троисходит иначе, чем продольное. Одиночная труба обтекается иначе, чем находящаяся в пучке, причем при шахматном расположении труб в пучке условия обтекания иные, чем при коридорном и т. д. Это справедливо и для поверхностей нагрева другой формы. Для иллюстрации в табл. 8 приводятся расчетные величины а Для тонкостенной трубы диам. 50 мм при различных условиях ее обтекания и одинаковых значениях критериев / е = 20000 и Рг=1,0. [c.361]

Тела сложной формы. Картина обтекания тел сложной формы и процессы теплоотдачи при этом имеют ряд особенностей. Опыт показывает, что плавный характер поперечного обтекания труб и стержней с разной формой сечения, шара и других неудо-бообтекаемых тел возможен лишь при очень малых значениях числа Рейнольдса. В характерных для практики условиях обтекание тел сопровождается отрывом потока и образованием в кормовой части вихревой зоны. Своеобразие обтекания тел существенно сказывается и на их теплоотдаче. Так, например, интенсивность теплоотдачи по периметру поперечно обтекаемого цилиндра резко изменяется по мере нарастания пограничного слоя от максимума в лобовой точке (ф=0) до минимального значения в области <р=80+-100° (см. табл. 2.26), а затем в кормовой части вновь возрастает за счет интенсивного вихревого движения жидкости. При прочих равных условиях теплоотдача максимальна, когда направление набегающего потока перпендикулярно оси цилиндра. С уменьшением угла атаки коэффициент теплоотдачи уменьшается. [c.173]

Рассмотрим, наконец, теплоотдачу при поперечном обтекании труб В этом случае процесс теплоотдачи имеет ряд особенностей, которые о ьяс няются гидродинамической картиной движения жидкости вблизи поверх ности труб. Опыт показывает, что плавный безотрывный характер обтека ния труб имеет место только при очень малых числах Рейнольдса (Ке < 5) При больших числах Ке, характерных для практики, обтекание труб всегда сопровождается образованием в кормовой части вихревой зоны, что в сильной мере отражается и на теплоотдаче. При этом коэффициент теплоотдачи в наибольшей степени зависит от скорости набегающего потока, плотности и теплопроводности и в меньшей степени от теплоемкости и вязкости жидкости. Кроме того, коэффициент теплоотдачи существенно зависит от температуры жидкости, температурного напора и направления теплового потока. При нагревании капельной жидкости значение коэффициента теплоотдачи всегда вьш1е, чем при охлаждении. [c.187]

Ниже рассмотрен метод вычисления коэффициентов теплоотдачи при вынужденном поперечном обтекании труб, оребренных низкими ребрами (630 и 748 ребер на 1 м длины), и гладких труб. Он содержит ряд дополнений к процедуре Делаварского университета, сокращающих время вычислений. Принято во внимание, что метод Делаварского университета основан на ограниченном количестве опытных данных, тогда как желательно иметь одно соотношение для расчета коэффициентов теплоотдачи при вынужденном обтекании как низкоребристых, так и гладких труб, которые обычно отличаются не больше чем на 25%- Действительно, дешевле сразу же обеспечить достаточную площадь поверхности теплообмена, чем компенсировать потом ее нехватку. [c.351]

На рис. 10.10 приведена зависимость /н-фактора теплоотдачи от числа Рейнольдса для теплообменников с внутренним диаметром кожуха 200 мм и более. В число Рейнольдса в соотношении Делаварского университета входит массовая скорость, представляющая собой среднее геометрическое из массовых скоростей поперечного обтекания труб в центре кожуха и течения в окнах сегментных перегородок. Коэффи-352 [c.352]

Основное преимущество аппаратов с внутритрубпым кипением для низкотемпературных машин — малая емкость йЬ холодильному агенту и отсутствие влияния столба жидкости на температуру кипения. Особенно выгодны такие аппараты для низкотемпературных испарителей с раствором хлористого кальция, так как благодаря поперечному обтеканию труб коэффициенты теплоотдачи со стороны рассола высоки, несмотря на большую его вязкость. При частичном замерзании рассола снаружи труб разрыв их не происходит. [c.118]

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]

Теплоотдача при выпуждеппом поперечном обтекании труб. Для того чтобы лучше понять зависимость коэффициента теплоотдачи от гидродинамических условий обтекания теплоносителем наружной поверхности труб. При поперечном обтекании трубы на лобовой части ее поверхности образуется ламинарный пограничный слой, толщина которого постепенно увеличивается (рис. 3). При обтекании лобовой части трубы сечение потока уменьшается, скорость жидкости увеличивается, а давление у поверхности падает. В кормовой части трубы давление увеличивается, так как скорость уменьшается скорость жидкости в пограничном слое также снижается, а начиная с некоторого сечения частицы движутся в обратном направлении, образуя вихри, которые периодически отрываются с поверхности трубы и уносятся потоком. При этом соответственно изменяется значение локального коэффициента теплоотдачи по поверхности (окружности) трубы (рис. 3, в, г). Максимальное значение на лобовой образующей трубы, где толщина пограничного слоя мала. Затем коэффициент теплоотдачи снижается за счет увеличения 3 . Такой режим наблюдается при Ке до 2 10 . При дальнейшем увеличении числа Рейнольдса (при Ке > 2-10 ) ламинарный пограничный слой переходит в турбулентный, и точка отрыва перемещается в кормовую сторону трубы. [c.14]

Многообразие методик показывает необходимость создания единой универсальной методики. Естественно, эта методика должна быть основана на уравнениях теплоотдачи и гидроаэродинамики, которые используются при расчете теплообменников, а вычисления критериев сопоставления поверхностей не должны требовать большого О бъема работ. В этом отношении аналитический метод с использованием отношения критериев является более универсальным, чем графический. Однако аналитический метод реализуется в литературе лишь для простейшего случая— одностороннего наружного обтекания. Двухстороннее обтекание остается до сих пор неизученным. Причина ЭТОГО в том, что аналитическое решение для двухстороннего обтекания относительно сложно, так как нахождение сопряженных чисел Ке (или скоростей) в широком диапазоне чисел Ке при ручном счете весьма трудоемко. В этом случае единственным путем решения задачи является применение ЭВМ. Кроме того, существующие работы по рациональной компоновке гладкотрубных пучков при различных схемах обтекания и сравнение этих схем недостаточно полны, так как не охватывают весь диапазон режимных параметров теплоносителя, и часто основаны на устаревших формулах по теплоотдаче и аэродинамике поперечное обтекание исследовано лишь при большом числе труб по ходу потока сравнение коридорной и шах)матной компоновок т1рубного пучка проведено для фиксированных решеток с определенными значениями относителыных шагов. Оптимизация геометрии решетки пр ведена лишь для одностороннего обтекания трубного пуч ка шахматной компоновки, а коридорный пучок не рассматривался. Доста- [c.15]

В стандартных кожухотрубчатых теплообменных аппаратах с попереч-ны.ми перегородка-ми с сегментным,вырезо.м не достигается чистое поперечное обтекание пучка труб, т.е. обтекание происходит под углом. При этом коэффициент теплоотдачи уменьшается с уменьшением угла обтекания (атаки). [c.241]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология