 |
Nuж = 0,56×Re ×Pr ×( Prж / Prс )0,25.
|
|
|
|
Nuж = 0, 56× Re × Pr × ( Prж / Prс )0, 25.
При Reж = 1´ 103 ¸ 2´ 105
Nuж = 0, 28× Re × Pr × ( Prж / Prс )0, 25.
Эти формулы справедливы для любых жидкостей при угле атаки j, составленном направлением потока и осью трубы, равном 90о . Теплофизические свойства потока принимаются по его температуре. В качестве определяющего размера в критериях Нуссельта и Рейнольдса подставляется диаметр трубы.
Зависимость теплоотдачи от величины угла атаки представлена на рисунке. Здесь e представляет собой отношение теплоотдачи при углеатаки j к теплоотдаче при j = 90о, т. е. 
. С уменьшением угла атаки j средний по периметру коэффициент теплоотдачи уменьшается.
Опыты, проведенные по определению коэффициента теплоотдачи от воздуха к телам различной формы, позволили создать обобщенное расчетное уравнение:
Nuж = 0, 125× Re.
За определяющий размер принимается отношение периметра миделева сечения к p ( 2× p× R / p ).
64. ПУЧКИ ТРУБ
Процесс теплоотдачи усложняется, если в поперечном потоке жидкости имеется не одна, а пучок труб. Известны два основных способа расположения труб в пучках: коридорное и шахматное. Характеристиками пучка являются диаметр труб и относительное расстояние между осями по ширине пучка L1 = x1 / d и глубине L2 = x2 / d.
От схемы компоновки пучка зависит характер омывания трубок. Условия омывания первого ряда трубок в обоих пучках близки к условию омывания одиночной трубки. Для последующих рядов характер омывния изменяется.
В коридорных пучках все трубки второго и последующих рядов находятся в вихревой зоне впереди стоящих. Между трубками по глубине пучка образуется застойная зона со слабой циркуляцией жидкости. Поэтому здесь как лобовая, так и кормовая части трубок омываются со значительно меньшей интенсивностью, чем те же части одиночной трубки.
|
|
|
В шахматных пучках глубоко расположенные трубки по характеру омывания мало, чем отличаются от первого ряда.
Многочисленные исследования показали, что теплоотдача первого ряда определяется интенсивностью турбулентности набегающего потока. Теплоотдача второго и третьего рядов постепенно возрастает . Если теплоотдачу третьего ряда принять за 100%, то в шахматных и коридорных пучках теплоотдача первого ряда составит ~ 60% , второго ряда в коридорных пучках ~ 90%, а шахматных ~ 70%. Причиной возрастания теплоотдачи является увеличение турбулентности потока припрохождении через пучок. Начиная с третьего ряда, турбулентность принимает стабильный характер, присущий данной компоновке.
По абсолютному значению теплоотдача в шахматных пучках выше, чем в коридорных, что обуславливается гидродинамикой потока в пучке. Но при коридорном расположении трубы меньше заносятся пылью, содержащейся в дымовых газах. Изменение коэффициента теплоотдачи для третьего и последующих рядов труб показано на рисунке.
На основе анализа и обобщения экспериментальных данных были получены зависимости для расчета средних коэффициентов теплоотдачи третьего и последующих рядов труб пучка при Re = 103 - 105.
При коридорном расположении труб в пучке.
Nuж = 0, 23Reж0, 65× Pr 
× ( Prж / Prс )0, 25× 
,
где 
- поправочный коэффициент, учитывающий влияние относительных шагов по глубине ряда.
При шахматном расположении труб в пучке.
Nuж = 0, 41× Re 
× Pr × ( Prж / Prс )0, 25× 
,
где при х1 / х2 < 2, = ( х1 / х2 )1/6; при х1 / х2 ³ 2, 
= 1, 12.
В этих формулах в качестве определяющих температуры, скорости, размера приняты: средняя температура потока, скорость в самом узком сечении ряда, диаметр трубки.
|
|
|
Если же требуется определить средний коэффициент теплоотдачи пучка в целом, то в этом случае необходимо осреднение найденных значений коэффициента теплоотдачи, которое производится следующим образом
aпуч = 
F - поверхность нагрева трубок в ряду.
При обтекании пучка труб потоком, расположенном под углом атаки j меньше 90о, коэффициент теплоотдачи уменьшается. В этом случае средний коэффициент теплоотдачи следует умножить на поправочный коэффициент, ej величина которого выбирается в зависимости от угла атаки.
| jо | |||||||||
| ej | 1, 0 | 1, 0 | 0, 98 | 0, 94 | 0, 88 | 0, 78 | 0, 67 | 0, 52 | 0, 42 |
|
|
|
