= 1,65. При Re = 5´104,  = 1,34.

Влияние шероховатости на теплообмен усиливается с увеличением величины критерия Re.  

В изогнутых трубах, значение коэффициента теплоотдачивыше, чем в прямых, вследствиедополнительной турбулизациипотока, вызываемой центробежными силами.

При расчете теплоотдачи змеевиковых труб при Re > Re_кр,

Re_кр = 2300 + 10500× ( d / R )^{0, 3}

где R - радиус закругления,

используется формула для прямых труб с введением поправочного коэффициента  e_к  на кривизну трубы.

eк = 1 + 1, 77× d / R.

 Для жидких металлов коэффициент температуропроводности значительно превышает коэффициент кинематической вязкости ( Pr < < 1 )  . В этом случае толщина теплового пограничного слоя значительно больше толщины гидродинамического слоя. Вследствие этого процесс молекулярного переноса тепла теплопроводностью имеет большое значение не только в пограничном слое, но и в ядре турбулентного потока.

Расчет средней теплоотдачи в жидких металлах можно проводить по формуле:

Nuж = 4, 5 + 0, 014× Re.

Формула работает в диапазоне 300 < Re < 1500  для круглых прямых труб. Теплофизические свойства металла выбираются по его среднеарифметической температуре.

Если отношение (ℓ / d)< 3, 0, то вычисленное значение коэффициента теплоотдачи умножается на поправочный коэффициент ε _ℓ , величина которого определяется по формуле

.

63. Конвективный теплообмен при вынУжденномвнешнем обтекании тел

В ряде случаев, например в рекуператорах, трубы омываются внешним потоком газов. В результате теплообмена с внешней греющей средой стенки труб нагреваются и передают тепло газовому потоку, протекающему внутри труб.

В низкотемпературных печах часто для интенсификации конвективного теплообмена организуют искусственную циркуляцию газовой среды.

Рассмотрим наиболее простой случай - обтекание длинного цилиндра поперечным потоком теплоносителя. Сложный характер обтекания цилиндра существенно затрудняет теоретическое исследование закономерностей теплообмена, поэтому основным методом изучения теплоотдачи при обтекании труб является эксперимент.

Эксперименты показали, что плавный , безотрывный характер обтекания трубы имеет место толькo при очень малых числах Рейнольдса, Re < 5.

При больших числах Рейнольдса

обтекание трубы всегда сопровождается образованием в кормовой части вихревой зоны. При этом условия обтекания передней ( фронтовой ) и задней ( кормовой ) половин цилиндра различны.

На поверхности трубы образуется пограничный слой, который имеет наименьшую толщину в лобовой части. Толщина его нарастает по направлению движения потока. Скорость слоев жидкости увеличивается вдоль периметра трубы, а давление в соответствии с уравнением Бернулли уменьшается. При достижении точки периметра отвечающей углу j » 90^о ( угол отсчитывается от лобовой точки ), скорость достигает наибольших значений и дальше начинает уменьшаться. В этой области пограничный слой становится неустойчивым, в нем возникает обратное течение, котороеоттесняет поток от поверхности. В результате происходит отрыв потока и образование вихревой зоны. С увеличением числа Рейнольдса и степени турбулентности зона начала отрыва отодвигается в область больших углов j » 120^о ¸ 140^о, так как пограничный слой на значительной части периметра становится турбулентным, а турбулентный пограничный слой более устойчив.