Теплоотдача при турбулентном течении жидкости.

При развитом турбулентном режиме благодаря весьма интенсивному переносу теплоты конвективными токами температура турбулентного ядра потока остается практически постоянной и близкой к ?пот, что позволяет считать влияние естественной конвекции исчезающе малым. Поэтому из числа определяющих критериев может быть исключено число Грасгофа Gr.

М. А. Михеев для расчета среднего коэффициента теплоотдачи в случае турбулентного течения жидкости внутри гладких труб рекомендует следующую обобщенную формулу:

где отношение Рг_пот/Рг_ст учитывает влияние температурного напора и направление теплового потока.

При l/d_mi < 50 в (9.6) вводится поправочный множитель 8/:

Формула (9.6) справедлива только для случая охлаждения жидкости. При нагревании жидкости поправка на изотермичность меньше и обычно принимается (Рг_пот/ Рг_ст)⁰⁰⁶.

При охлаждении одно- и двухатомных газов опытные данные обобщены формулой (при Re_n0T = (2 • 10³)-^(6 • 10⁵))

Рис. 9.5. Зоны возможных локальных изменений чисел Нуссельта для переходной области:

• 1 — область ламинарного течения; 2 — переходная область;
• 3 — область турбулентного течения

где 8/ — поправка на начальный участок для / / d_BH = 0,85-^50. Поправка рассчитывается по формуле

При / / d_BH > 50 величина 8/ = 1.

При нагревании газовых теплоносителей наиболее широкие диапазоны значений числа Рейнольдса Re = 7500-^(1,3 • 10⁷) охватывает эмпирическая зависимость

Зависимости (9.8) и (9.9) получены в опытах с одно- и двухатомными газами, для которых зависимости вязкости и теплопроводности от температурного фактора близки. Для многоатомных газов эта зависимость неодинакова, но гораздо слабее, чем для одно- и двухатомных газов.