Коэффициенты теплоотдачи при конденсации пара, двигаю-щегося с небольшой скоростью, рассчитываются по числу Нуссельта, которое обычно представляется как функция чисел Ku, Pr, Z, Ga или Gr.
При конденсации пара в трубах часть их сечения заполня-ется жидкостью, а часть – паром. Скорости движения обеих фаз различны.
Пар, поступающий в вертикальную трубу снизу, при ско-рости 5 –10 м/с затормаживает конденсат, в результате чего мо-жет наступить захлебывание ( подвисание конденсата), резко уве-личивающее гидравлическое сопротивление труб. При скорости 15 – 40 м/с пар отрывает частицы конденсата и уносит их в виде брызг. При спутном движении ( сверху вниз) пар не разрушает поток конденсата , если скорость его не более 30 м/с, а при боле высоких – уносит брызги.
Течение конденсата по стенкам труб может быть и ламинарным, и турбулентным; движение пара – также. В длинной трубе, при достаточной интенсивности конденсации, все попереч-ное сечение может быть заполнено конденсатом. Это усложняет расчеты по теплообмену. Тем не менее, в литературе имеются уравнения, позволяющие произвсти необходимые расчеты.
4. СЛОЖНЫЙ ТЕПЛООБМЕН
Рассматривая лучистый и конвективный теплообмен по отДельности, мы видели, что во многих случаях приходится прибегать к упрщениям в связи с невозможностью строгого ре-шения из-за неопределенности условий, или из-за математических затруднений.
В реальных условиях процессы теплообмена усложняются еще и за счет их совместного протекания. Только в отдельных частных случаях мы можем столкнуться с одним процессом - из-лучением в вакууме, теплопроводностью в твердых непористых телах и в тонких жидкостных прослойках, только конвекцией – в жидкостных прослойках большого сечения.
В прозрачных и полупрозачных средах перенос тепла излу-чением и конвекцией или излучением и теплопроводностью происходит одновременно.
Строгое аналитическое решение задач об одовременном пе-реносе тепла связано с трудностями вследствие того, что уравне-ния переноса энергии разными видами теплообмена взаимосвяза-ны. Так, например, уравнение переноса излучения не может быть решено, пока в результате решения уравнения теплопроводности не будет получено распределение температуры по обьъму излу-чающей (поглощающей) среды. А уравнение теплопроводности при совместном теплообмене содержит плотность потока результирующего излучения, которая должна быть найдена из ре-шения уравнения переноса излучения.
Еще более сложная система уравнений получается при сов-местном лучисто-конвективном теплопереносе. Пэтому даже при численном решении принимают ряд упрощающих предпосылок, получая в результате лишь приближенные значения искомых ве-личин.
Учитывая, что при умеренных плотнотностях тепловых по-токов взаимное влияние различных видов теплообмена невелико, в практических расчетах обычно используют принцип независимо-сти процессов теплообмена друг от друга. Это упрощение достаточно верно, особенно когда один из тепловых потоков намного меньше другого. Более того, часто меньший из них не рассчитывают, а учитывают его с помощью поправок большему. Поправки же определяют экспериментально или на основании чис-ленного моделирования.
Использование принципа независимости тепловых потоков позволят общую их величину находить простым суммированием:
QS =Qл + Qк = Cпр F (q 1-q 2) + a к F (t 1 – t 2) .
Если ввести понятие о коэффициенте теплоотдачи излучением a л, то QS = a л F (t 1 – t 2) + a к F (t 1– t 2) = aS F (t 1 – t 2 ).
Здесь aS= a л + a к , а a л = Спр (Q1-Q2)/(t 1 – t 2) .
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.