10.5. Расчетные формулы конвективного теплообмена

Приведем некоторые основные расчетные формулы конвективного теплообмена (академика М.А.Михеева), которые даны для средних значений коэффициентов теплоотдачи по поверхности стенки.

  1. Свободная конвекция в неограниченном пространстве.

а). Горизонтальная труба диаметром d при 103<(Gr·Pr)жd <108.

Nuжdср. = 0,5·(Grжd ·Pr ж)0,25 (Pr ж/Prст)0,25 . (10.13)

б). Вертикальная труба и пластина:

1). ламинарное течение - 103<(Gr ·Pr)ж <109:

Nuжdср. = 0,75· (Grжd ·Pr ж)0,25·(Pr ж/Prст)0,25 . (10.14)

2). турбулентное течение - (Gr ·Pr)ж > 109:

Nuжdср. = 0,15· (Grжd ·Pr ж)0,33 ·(Pr ж/Prст)0,25 . (10.15)

Здесь значения Grжd и Pr ж берутся при температуре жидкости (газа), а Prст при температуре поверхности стенки.

Для воздуха Pr ж/Prст = 1 и формулы (10.13-10.15) упрощаются.

2. Вынужденная конвекция.

Режим течения определяется по величине Re.

а). Течение жидкости в гладких трубах круглого сечения.

1). ламинарное течение – Re < 2100

Nuжdср. = 0,15·Reжd0,33·Prж0,33·(Grжd·Prж)0,1·(Prж/Prст)0,25·εl , (10.16)

где εl - коэффициент, учитывающий изменение среднего коэффициента теплоотдачи по длине трубы и зависит от отношения длины трубы к его диаметру (l/d). Значения этого коэффициента представлена в таблице 10.1.

Таблица 10.1.

Значение εl при ламинарном режиме.

l/d

1

2

5

10

15

20

30

40

50

εl

1,9

1,7

1,44

1,28

1,18

1,13

1,05

1,02

1,0



2). переходной режим – 2100 < Re < 104

Nuжdср. = К0·Prж0,43·(Prж/Prст)0,25·εl . (10.17)

Коэффициент К0 зависит от критерия Рейнольдса Re и представлена в таблице 10.2.

Таблица 10.2.

Значение К0 .

Re?104

2,1

2,2

2,3

2,4

2,5

3

4

5

6

8

10

К0

1,9

2,2

3,3

3,8

4,4

6,0

10,3

15,5

19,5

27,0

33,3



3). турбулентное течение – Re = 104

Nuжdср. = 0,021· Reжd0,8·Prж0,43· (Prж/Prст)0,25·εl . (10.18)

Таблица 10.3.

Значение εl при турбулентном режиме.

l/d

 

 

Re = 2·103

Re = 2·104

Re = 2·105

1

1,9

1,51

1,28

2

1,70

1,40

1,22

5

1,44

1,27

1,15

10

1,28

1,18

1,10

15

1,18

1,13

1,08

20

1,13

1,11

1,06

30

1,05

1,05

1,03

40

1,02

1,02

1,02

50

1,00

1,00

1,00



б).Обтекание горизонтальной поверхности.

1). ламинарное течение – Re < 4·104

Nuжdср. = 0,66·Reжd0,5·Prж0,33 ·(Prж/Prст)0,25. (10.19)

2). турбулентное течение – Re > 4·104

Nuжdср. = 0,037·Reжd0,5·Prж0,33 ·(Prж/Prст)0,25. (10.20)

в). Поперечное обтекание одиночной трубы (угол атаки j = 900).

1). при Reжd = 5 - 103

Nuжdср. = 0,57·Reж0,5·Prж0,38 ·(Prж/Prст)0,25. (10.21)

2). при Reжd = 103 -2·105

Nuжdср. = 0,25 ·Reж0,6·Prж0,38 ·(Prж/Prст)0,25. (10.22)

Предыдущая страница | Следующая страница

СОДЕРЖАНИЕ

ПраймКемикалсГрупп