Теплоотдача к жидкости в кольцевом канале
Теплоотдача в кольцевых каналах
-
Для теплоотдачи от внутренней стенки к жидкости, движущейся
-
в кольцевом канале, Исаченко В.П. предложил ввести поправку в
-
уравнение подобия (14) для турбулентного режима:
-
где - соответственно наружный диаметр внутренней трубы и
-
внутренний диаметр наружной трубы, м; - эквивалент-
-
ный диаметр кольцевого канала, м.
-
Уравнение подобия (16) справедливо для отношений диаметров
(16)
Теплоотдача в изогнутых трубах
Вторичные
циркуляции
Критические значения чисел Рейнольдса для изогнутых труб
-
d – внутренний радиус изогнутой трубы; R – радиус изгиба тру-
-
бы. Если для прямой трубы критическое число Рейнольдса, соот-
-
ветствующее переходу от ламинарного режима к переходному
-
, то для изогнутой трубы из-за вторичных циркуляций
-
переход происходит при
-
По Фастовскому при
-
Переход к турбулентному режиму течения жидкости в изогнутых
-
трубах также происходит раньше, чем в прямых:
(17)
(18)
Режимы движения жидкости в изогнутых трубах
Поправка на изгиб трубы
-
Обозначения на предыдущем слайде:
-
зона 1 – ламинарное движение без вторичных циркуляций (расчет
-
по уравнению подобия Михеева (12) для ламинарного режима в
-
прямой трубе); зона 2 – ламинарное движение с вторичными цирку
-
ляциями (расчет по уравнению (14) для турбулентного режима в
-
прямой трубе); зона 3 – турбулентное движение с вторичными цир-
-
куляциями (результаты расчета по уравнению подобия (14) умно-
-
жаются на поправочный коэффициент В змеевиках влияние
-
изгиба на интенсификацию теплоотдачи распространяется на весь
-
змеевик. Для них
(19)
Теплоотдача в шероховатых трубах
-
Если высота бугорков шероховатости больше толщины ла-
-
минарного подслоя, то есть бугорки перекрываются им и не влия-
-
ют на режим движения и теплоотдачу. Если же бугорки возвыша-
-
ются над ламинарным подслоем, то коэффициент теплоотдачи мо-
-
жет быть в 2…3 раза выше по сравнению с теми же условиями для
-
гладкой поверхности. Но если бугорки слишком высокие, то за ни-
-
ми могут быть застойные зоны и эффективность бугорков снижа-
-
ется. По Гомелаури оптимальное отношение шага бугорков к их
-
высоте должно быть тогда уравнение подобия для тур-
-
булентного режима:
(20)
Поправка на шероховатость трубы. Безотрывное обтекание трубы
-
где - поправка на шероховатость трубы:
-
при:
-
Безотрывное обтекание трубы
(21)
(22)
Теплоотдача при поперечном обтекании одиночной трубы
-
Если за определяющую принять скорость набегающего на трубу
-
потока жидкости , а за характерный линейный размер – наруж-
-
ный диаметр трубы d , то безотрывное обтекание будет только до
-
чисел Рейнольдса При Re > 5 пограничный слой в кормо-
-
вой части срывается и образует два симметричных вихря. При рос-
-
те числа Рейнольдса вихри вытягиваются и уносятся, образуя вих-
-
ревую дорожку.
-
Турбулентный пограничный слой появляется при
-
то есть в среднем при
-
На следующем слайде изображены:
-
а) отрыв ламинарного пограничного слоя при ;
-
b) отрыв турбулентного пограничного слоя при
Отрыв пограничного слоя: а) ламинарного; b) турбулентного
а)
b)
Изменение локального коэффициента теплоотдачи
Отрыв турбулентного и ламинарного пограничных слоев от цилиндра
-
На предыдущем слайде показано изменение локального коэф-
-
фициента теплоотдачи по окружности цилиндра, поперечно обте-
-
каемого жидкостью. Здесь - соответственно локальный и
-
средний коэффициенты теплоотдачи.
-
При Re = 219000 первый минимум соответствует переходу от
-
ламинарного движения жидкости в пограничном слое к турбулент-
-
ному; второй минимум – отрыву турбулентного пограничного слоя
-
от цилиндра.
-
При Re = 70800 минимум соответствует отрыву
-
ламинарного пограничного слоя от цилиндра.
Уравнения подобия для теплоотдачи при поперечном обтекании одиночных цилиндров
-
Жукаускас обработал свои и литературные опытные данные по
-
средним коэффициентам теплоотдачи для поперечного обтекания
