Главная Процесс переноса теплоты



п при

равном

Ре.1

п при V;.l\h. равном

1000

0.1 1 1

1000

60 100 150 200 400 600

0,776 0,667 0,590 0,541 0,440 0,390

0,673 0,578 0,512 0,470 0,382 0,338

0.583 0,502 0,446 0,406 0,330 0,292

0,505 0.435 0,385 0,352 0,286 0,254

0,440 0,377 0,334 0,306 0,248 0,220

1000 1500 2500 5000 10 000 30 000

0,334 0,297 0.283 0,264 0,246 0,220

0,290 0,258 0.245 0,228 0,213 0,191

0,251 0,224 0,212 0,198 0,185 0.165

0,218 0,194 0.184 0,172 0,160 0,144

0,189 0.168 0,160 0.149 0,139 0,125

При вязкостном неизотермическом течении в трубах и каналах можно рекомендовать формулу, предложенную Б. С. Петуховым [Л. 182]:

(20-Щ

где ф- коэффициент, учитывающий геометрическую форму канала, выбирается по данным для изотермического потока. Для круглой трубы <р=1,0; для плоского канала ф=1,5, для каналов другой формы значения ф можно найти в работе [Л. 124].

Значение показателя степени п в уравнении (20-3) берется из таблицы или вычисляется по формуле

(20-4)

где с = 2,3 и т = 0,3 при 60<Ре,-=-< 1500;

<7=0,535 и т = 0,1 при 1500<Ре,-<3.10.

Значения чисел Rei и Pei вычисляются по эквивалентному диаметру, и физические параметры относятся к температуре на входе в канал. Коэффициенты вязкости Хс и ni относятся соответственно к температуре стенки и температуре потока на входе.

Формула (20-3) справедлива для капельных жидкостей при значениях 0,08<ic/ni<1200 и 60<Ре, rf <3-10. Так как показатель степени п всегда положителен, то из уравнения (20-3) следует, что при прочих равных условиях значения коэффициента трения будут разными при нагревании и охлаждении и отличными от значений для изотермического потока. Коэффициент сопротивления трения при охлаждении будет больше, чем при нагревании потока.

При турбулентном неизотермическом течении в трубах и каналах падение давления прн движении несжимаемой жидкости определяется также по уравнению (20-2).

Как и при ламинарном движении, в основу формул для вычисления коэффициента сопротивления трения положены формулы для изотермического движения. Влияние неизотермичности на сопротивление грения можно учитывать при помощи поправки, предложенной М. А. Михеевым (Ргс/Ргж)* {Л. 124]. Тогда формула для расчета коэффициента трения прн неизотермическом движении запишется так:

=из(Ргс/Рг„)«. (20-5)

В уравнении (20-5) коэффициент сопротивления трения при изотермическом течении может быть вычислен по нзвесгной формуле:

U = .. „„. J-гтт. (20-6)

(1,82 lgRe„-1,64)=



с учетом последнего уравнения формула (20-5) запишется так:

= (1,82 IgReL-1.64)» {-Vt) (")

в формуле (20-5) все физические параметры отнесены к средней температуре жидкости, кроме Ргс, который относится к температуре стенки. В качестве линейного определяющего размера берется йэкв канала.

Многие экспериментальные данные по исследованию сопротивления трення при движении газа в трубах н каналах указывают иа то, что если физические параметры относить к средней температуре газа по длине капала, то сопротивления иеизотермического течения можно рассчитывать по тем же формулам, что и для изотермического:

для ламинарного движения - по закону Паузейля

. My

(20-7)

для турбулентного течения в трубах и каналах - по формуле (20-6).

Как было сказано, местные сопротивления обусловлены наличием в теплообменных аппаратах устройств, изменяющих направление движения среды или форму потока (повороты, сужения, расширения и пр.).

Местные сопротивления определяются по формуле

(20-8)

где J - коэффициент местного сопротивления; Дрм.с измеряется в Па.

Коэффициент местного сопротивления зависит от характера препятствия, которым вызываются указанные сопротивления. Формулы и числовые данные для коэффициентов местных j сопротивлений в различных напорных системах можно найти в [Л. 124, гл. 5].

Гидравлическое сопротивление пучков труб прп поперечном обтекании следует рассматривать как сумму сопротивлений трения и местных сопротивлений. Так как в этом случае сопротивление треиия составляет ничтожную долю местных сопротивлений, то полное сопротивление пучков труб определяют по фор-

Рис. 20-1. К расчету сопротивления шахматиы.х пучков труб.

муле (20-8). При этом коэффициент местного сопротивления опреде-

ляется по формулам ВТИ

ОТ. 86].

Для шахматных пучков: 1-dss

:0,53

Eu=l,4(z+l)Re-<.="; >0,53

Eu== 1,93(2+l)yij-:Re-«.==.

(20-9)

(20-10)



в формулах (20-9) и (20-10) Si - поперечный шаг и sz - диагональный шаг шахматного пучка (рнс. 20-1). Для коридорных пучков: sj/d -0.8 ,

при :-,,d-i <

Eu = 0,265 "ff jz Re"; (20-11)

Показатель степени m в формулах (20-11) и (20-12) может быть вычислен следующим образом: прн S2/d>>l,24

Eu = 0,265 У zRe». (20-12)

и m в формулах (20-11) н (! )бразом:

= 0.«8(-0,iy--l; • при S2/rf<l,24

«.=o,88(-£y-(--ai)--..

в этих уравнениях Si и Sa-поперечный и продольный шаги в коридорных пучках (рис. 20-2).

В формулах (20-9) -(20-12) число Эйлера

Е" = .

где Др - гидравлическое сопротивление пучка. Па; р-плотность газа при средней температуре газа в пучке, кг/м; w - средняя скорость потока в узком сечении пучка, м/с.

Указанные формулы справедливы прн 6-10=<Re<6-10; для шахматных пучков - величина геометрического параметра пучка должна лежать в пределах:

L= = 0,252,5; для коридорных пучков -

s„d - 1

Потеря напора, обусловленная ускорением пото-к а вследствие изменения объема теплоносителя при постоянном сечении канала,

ЛРу=Р22-Pi!l4\ • (20-13)

где Wi, р1 н Wz, р2- скорость, м/с, и плотность газа, кг/м, соответственно во входном и выходном сечениях потока.

Для капельных жидкостей Дру, Па, мало по сравнению с общим сопротивлением потока, и это сопротивление можно не принимать во внимание.

Если аппарат сообщается с окружающей средой, необходимо учитывать сопротивление самотяги. Это сопротивление можно вычислить по формуле

Дрс=±(ри-р)Л, (20-14)



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 [153] 154 155 156 157 158 159 160 161


0.024