![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Определение коэффициента теплоотдачи
Как известно коэффициент теплоотдачи a можно определить из критериального уравнения: Nu= С·Rem·Prn·Grk (Рrж / Рrc) 0, 25, (4) где
(Рrж / Рrc) 0, 25, отношение учитывает изменение свойств теплоносителя по толщине пограничного слоя. Средний по длине трубы коэффициент теплоотдачи при вынужденном ламинарном течении в прямых гладких трубах можно рассчитать по формуле Nu= 0, 15Re0, 33·Pr0, 33(Gr·Pr)0, 1·(Рr ж / Рr с)0, 25·ε l, (5) а для случая турбулентного течения Nu= 0, 021Re0, 8·Pr0, 43(Рr ж / Рr с)0, 25ε l. (6)
Если в формулу (4) подставить физические величины, составляющие числа подобия, и решить его относительно коэффициента теплоотдачи, получим расчетную формулу для случая турбулентного течения воды в трубе:
где l- теплопроводность теплоносителя при его средней температуре, Вт/(м*К), d- характерный линейный размер, м; если теплоноситель течет внутри труб- это внутренний диаметр трубы dвн; если теплоноситель течет в межтрубном пространстве вдоль труб- это эквивалентный диаметр межтрубного сечения dэ = (1, 0…1, 5)dн; dн- наружный диаметр трубы, м.; если теплоноситель течет в каналах не круглого сечения, d=dэ. n- кинематическая вязкость теплоносителя при его средней температуре, м2/с; U - скорость движения теплоносителя, м/с; ε l - коэффициент, характеризующий влияние начального участка на среднюю теплоотдачу.
Определим режим движения горячего теплоносителя. Скорость движения горячего теплоносителя по заданию равна 1, 75 м/с, внутренний диаметр трубы 12 мм (или 0, 012 м). Средняя температура горячего теплоносителя составляет 900С ((105-70)/2). Отсюда определяем по таблице физических параметров воды на линии насыщения кинематическую вязкость ν =0, 34*10-6 м/с и число Прандтля Pr=1, 98. Средняя температура стенки равна 60 0С. Число Прандтля для нее составляет 3, 03.
Re=1, 75*0, 012/0, 34*10-6=61764
Таким образом, горячий теплоноситель имеет турбулентный режим движения. Отсюда по формуле (7) определим число Нуссельта:
Nu=0, 021*617640, 8*1, 980, 43*(1, 98/3, 03)0, 25*1=172, 24
Определим коэффициент теплоотдачи горячего теплоносителя (α 1):
α 1=Nu*λ /l=172, 24*0, 675*10-1/4= 2, 9 Вт/м2К Аналогично определим режим движения холодного теплоносителя. Скорость движения холодного теплоносителя по заданию равна 1, 5 м/с, внутренний диаметр трубы 12 мм (или 0, 012 м). Средняя температура холодного теплоносителя составляет 32, 50С ((60-5)/2). Отсюда определяем по таблице физических параметров воды на линии насыщения кинематическую вязкость ν =0, 805*10-6 м/с и число Прандтля Pr=5, 96. Средняя температура стенки равна 60 0С. Число Прандтля для нее составляет 3, 03.
Re=1, 55*0, 012/0, 805*10-6=22360.
Таким образом, холодный теплоноситель имеет турбулентный режим движения. Отсюда по формуле (7) определим число Нуссельта:
Nu=0, 021*223600, 8*5, 690, 43*(5, 69/3, 03)0, 25*1=156, 41
Определим коэффициент теплоотдачи холодного теплоносителя (α 2):
α 2=Nu*λ /l=156, 41*0, 615*10-1/4= 2, 4 Вт/м2К
|