Поперечное обтекание пучков труб

Для пучков труб с малым количеством труб надежных обобщающих расчетных соотношений нет.

Если п > 10 (количество рядов труб), то для смешанного режима, Re = 10³^10⁵:

Si ,

лу = — — относительный поперечный шаг расположения труб d

в трубном пучке;

S₂

х₂= — — относительный продольный шаг; ф — угол отклонения d

от лобовой точки по периметру трубы;

Вопросы к теме 5

1. Теплоотдача при вынужденном обтекании трубы и пучков труб.

Теплоотдача при свободном движении жидкости

Течение в трубах

В случае течения в замкнутом циркуляционном контуре при скоростях со >0,5 м/с можно использовать соотношения для вынужденного течения жидкости (ламинарный режим).

Свободное течение вдоль вертикальной пластины. Неограниченное пространство. Ламинарный режим

Критерий Рэлея:

Вертикальная пластина.

Рис. 6.1. Развитие пристенного слоя у нагреваемой вертикальной стенки

Допущения:

• 1) силы инерции малы по сравнению с силами тяжести и вязкости;
• 2) конвективный перенос тепла и теплопроводность вдоль слоя можно не учитывать;
• 3) градиент давления равен 0, — = 0;

Эх

4) р — линейная функция,

5) скорость движения на границе «пограничного слоя» со_х(8) = = 0.

Пусть

Э0 _Q 0СТ А ²У

но — = -2—— + 0_СТ -уг, таким образом,

dy 5 5²

Уравнение количества движения: х > 0, 0 < у < 8,

НО р — Р_0Кр (1 ~ (30) Рокр ^— Р ^— РокрР® С ) •

Итак:

д Рокр?>р0ст где А =---------.

Ц

Интегрируем дважды:

Из граничных условий:

у = 5:

Итак, имеем граничные условия:

Рис. 6.2. Фрагмент пристенного слоя

Профиль скорости:

Для у^тах < у < 8 профиль не соответствует реальному (см. пунктирную линию), так как сила вязкости #=

Рассмотрим далее тепловой баланс на элементарном участке «пограничного слоя» dx.

Средневзвешенную <0> определяем как среднюю (можно показать, что здесь погрешность мала).

Расход жидкости в слое: G = р_окрсо_Л,8 • 1 (1 — единица ширины).

Приращение:

Тепло, полученное движущимся слоем,

Но dQ - с„ < 0 > dG - c_D ^^dG = —0_CTdx.

^{p p} 3 8

Откуда

n ОЛ ³Рокр??6ст JO 6X J

• (6.1) = (6.2) --------o³dd =—dx интегрируем.
• 40ц c_p

ЗРокп&Р0ст „ _л 6Л

Итак,--------З⁴ = —х + с, с = 0, так как при х = 0 3 = 0.

160ц с_р

Свободное течение вдоль вертикальной пластины. Турбулентный режим

Турбулентное течение, Ra* = Gr* • Pr > 6 - IO¹⁰.

Эмпирика:

т. е. а* = а.

Теплоотдача при свободном движении жидкости в ограниченном пространстве (щели)

При практических расчетах обычно необходимо определить тепловой поток через слой жидкости. Принято заменять сложный процесс переноса тепла эквивалентным процессом теплопроводности:

Х_экв учитывает перенос тепла и теплопроводностью, и конвекци-X

ей, є_к = ^экв = F(Gr-Pr) характеризует влияние конвекции.

X

ос 8

Если (Gr • Pr) > 10³, то Nu_3KB = ^э*^в = ?_к (Михеев М. М.), е_к ~

~ 0,18(Gr-Pr)2f⁵ = Nu_3KB, где определяющие параметры:

8 — толщина слоя жидкости;

Г = 0,5(Ц+ґ₂).

Вопросы к теме 6