При поперечном направлении вынужденного и свободного движния таектории движения макрообъемов среды сановятся спи-ралевидными и в результате лучшего премешивания среды тепло-отдача улучшается.
Для переходного режима течения в каналах характерна пе-риодическая смена ламинарного и турбулентного течения. При этом чем больше число Рейнольдса, тем бльшая доля времени приходится на турбулентное течение. В итервалы времени, соот-ветствующие ламинарному течению, на теплоотдачу сильно вли-яет свободная конвекция. Поэтому в настоящее время достаточно точной методики расчета теплоотдачи в переходном режиме не существует.
При турбулентном режиме в потоке преобладают силы инерции, влияние свободного движения пренебрежимо мало, неизотермичность стенки канала сказывается сравнительно слабо.
В случае теплообмена газа при больших температурных на-порах его энтальпия, вследствие низкой объемной теплоемкости, меняется в высоком темпе. При этом существенно изменяются теплофизические свойства газа как по поперечному сечению, так и по длине канала. Кроме того, возникает термическое ускорение потока, существенно деформирующее поле скоростей и поэтому сказывающееся на интенсивности теплообмена, а именно - при низких и даже умеренных числах Рейнольдса происходит ламина-ризация пограничного слоя и, следовательно, ухудшение теплоот-дачи.
Безотрывное обтекание трубы в поперечном направлении наблюдается только при Re d£ 5. При больших его значениях пог-раничный слой, образующийся по обе стороны от лобовой точки, постепенно утолщается и в некоторой точке кормовой части оттесняется от поверхности обратными вихревыми потоками. При ламинарном пограничном слое (5<Re d<2×105) точка отрыва распо-лагается под углом 80-840 от лобовой точки; при более высоких значениях Re d она перемещается дальше, до угла @ 1200. Коэффи-циент теплоотдачи при ламинарном пограничном слое уменьшается от лобовой точки до угла @ 900, и тут же резко увеличивается почти в два раза по сравнению с его значением в лобовой точке; при угле @ 1300 падает до лобового значения, а к 1800 возрастает до значения @ 1,5 от лобового.
Величина коэффициента теплоотдачи при поперечном обте-кании зависит еще и от угла атаки, то есть от угла между осью трубы (стержня) и направлением движения потока. Теплоотдача возрастает с увеличением угла от 0 до 900.
В трубных (стержневых) пучках, первый ряд находится приблизительно в тех же условиях, что и одиночная труба. А на теплообмене последующих рядов сказывается турбулизация потока первым рядом. Но по мере возрастания номера ряда эф-фект добавочной турбулизации постепенно ослабевает, рост коэф-фициента теплоотдачи замедляется. После 20-го ряда прирост a практически равен нулю.
Интенсивность изменения коэффициента теплоотдачи по ря-дам зависит от типа пучка: при коридорном расположении труб a первого ряда @ 0,7 от a 20-ого ряда, а при шахматном распо-ложении – около 0,6; в четвертом ряду разница между коридор-ным и шахматным пучками сходит почти на нуль. Величина угла атаки в пучках сказыается так же, как и для одиночных труб.
Нагрев и охлаждение больших площадей поверхностей часто производят путем подачи газовой среды перпендикулярно поверхности, через систему отверстий или насадков. Коэффициент теплоотдачи максимален по оси струи и постепенно снижается к периферии. С увеличением расстояния от поверхности, то есть с увеличением длины струи, a сначала возрастает , а потом умень-шается. Численные его значения определяются по числу Nu , но правая часть уравнения подобия сложнее, чем при теплообмене в канала, или при обтекании тел.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.