ТЕПЛОФИЗИКА И ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ
ТЕПЛОТЕХНИКИ
110
при расчете может быть произведена по формулам для турбулентного и
ламинарного движений.
В условиях практики наибольшее значение имеют закономерности
теплообмена при движении среды в каналах постоянного сечения,
турбулентном движении и когда длина трубы
l
т
больше диаметра трубы
l
т
/
d
>50.
В этом случае используют уравнение М.А.Михеева
(
)
l
d
d
d
ε
25,0
43,0
,
8,0
,
,
Pr
Pr
Pr
Re 021 ,0
c
ж ж ж
ж
Nu
=
.
(6.25)
В качестве определяющей температуры
t
ж
принимают среднюю
температуру по длине канала, равную 0,5(
t
ж1
+
t
ж2
), где
t
ж1
и
t
ж2
– соответственно, температуры в начальном и конечном сечениях канала. В
качестве определяющего размера принимают эквивалентный диаметр
канала
d
э
= 4
F
/
П
, где
F
– площадь сечения;
П
– периметр. Для круглой трубы
d
э
=
d
, для щелевых каналов высотой
h d
э
=
h
. При
l
т
/
d >
50,
ε
l
= 1,0.
При меньших значениях
ε
l
берут из табл. 6.1.
При движении газа или жидкости по изогнутым трубам используют
поправочный коэффициент
ε
к
, который определяют по формуле
ε
к
= 1 + 1,77
d
/
R
, где
d
– диаметр трубы;
R
– радиус змеевика.
Практическое значение имеют формулы для расчета коэффициентов
теплоотдачи при омывании снаружи пучков труб в теплообменниках. Трубы в
пучках могут быть расположены в коридорном и шахматном
порядке (рис. 6.11, а и б). Характеристиками пучка являются диаметр трубы и
расстояние между осями труб по ширине и длине пучка
l
1
=
x
1
/
d
и
l
2
=
x
2
/
d
.
Условие теплоотдачи изменяется по рядам труб. Теплоотдача второго и
третьего ряда возрастает по сравнению с первым. Для третьего и последующих
рядов труб коэффициент
α
к
можно найти из следующих соотношений:
при коридорном пучке (рис. 6.11, а)
(
)
25,0
36,0
65,0
Pr
Pr
Pr
Re 22,0
с
ж ж ж
Nu
=
;
(6.26 а)
при шахматном порядке (рис. 6.11, б)
(
)
25,0
25,0 6,0
Pr
Pr
Pr
Re 40,0
c
ж ж ж
Nu
=
(6.26 б)
Для газов (Рr
ж
/Рr
с
) = 1,0.
Таблица 6.1
Значения
ε
l
= (Re
ж
,
l
т
/
d
)
Re
ж
при
l
т
/
d
1
2
5
10
15
20
30
40
50
1
⋅
10
4
1,65 1,50 1,34 1,23 1,17 1,13 1,07 1,03 1,00
2
⋅
10
4
1,51 1,40 1,27 1,18 1,13 1,10 1,05 1,02 1,00
5
⋅
10
4
1,34 1,27 1,18 1,13 1,10 1,08 1,04 1,02 1,00
1
⋅
10
5
1,23 1,22 1,15 1,10 1,08 1,06 1,03 1,02 1,00
1
⋅
10
6
1,14 1,11 1,08 1,05 1,04 1,03 1,02 1,01 1,00
