Теплообмен при естественной циркуляции внутри труб теплообменника с вытяжной шахтой при ламинарном течении

• Автор: Канарейкин, Александр Иванович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Калуга
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Список используемых обозначений

Общие обозначения т - масса, кг;

® - скорость среды, м/с;

& — расход среды, кг/с;

Т - абсолютная температура, К;

{ - температура, °С;

а - коэффициент температуропроводности, м2/с; с - удельная теплоемкость среды, Дж/кг-К;

@ - тепловой поток, Вт; ц - плотность теплового потока, Вт/м2;

Р - давление среды, Па;

^Р - напор, Па;

и -электрическое напряжение, В;

/ - сила тока, А;
& = 9,81 - ускорение свободного падения, м/с2;
^ - высота, проекция длины трубы на вертикаль, м; <2 - диаметр, м;
^ - площадь сечения, м2;
I - длина тела, м;
Ь - длина обогреваемой части теплообменника, м; Аг - число Архимеда; вг - число Грасгофа;
Рг - число Прандтля;
Яа - число Рэлея;
Яе - число Рейнольдса;
ОХ, ОУ, OZ - обозначение соответствующих осей; ш, п, к - постоянные безразмерные числа;
Греческий алфавит
ß - коэффициент объемного расширения среды, 1/К;
6 - относительная погрешность измерений; и - удельный объем среды, м3/кг;
X - сумма величин;
Д - разность, абсолютная погрешность измерений; а-коэффициент теплоотдачи, Вт/м2К;
tp— угол поворота в плоскости перпендикулярной сечению трубы, рад;
@ - разность температур, К;
Р - плотность среды, кг/м3;
% — коэффициент сопротивления;
^ - коэффициент местного сопротивления; v - коэффициент кинематической вязкости среды, м2/с;
Р — коэффициент динамической вязкости среды, Н-с/м2; v|I - угол наклона трубы, рад; т - время, с.
Индексы
0 - значение угла в градусах;
00 - отнесено к участку среды, вдали от участка нагревания;
_, ср - среднее значение величины;
о - отнесено к начальному значению величины, к входу в обогреваемый участок;
d - отнесено к внутреннему диаметру; m, n, k, i - порядковые номера;
шах - отнесено к максимальному значению величины; min - отнесено к минимальному значению величины; v - отнесено к объему;
z - отнесено к проекции величины на ось OZ;

вт - отнесено к вытяжной шахте; вх - отнесено к входу; вых - отнесено к выходу;
х - отнесено к проекциям величины на ось ОХ.

при совпадении вынужденной и свободной конвекции у стенки теплоотдача описывается уравнением:
Это уравнение справедливо при значениях 105<ОггРгг<4-108.
2. Течение в горизонтальных трубах. Немногие опытные данные по
Вследствие наложения поперечной циркуляции на движение жидкости вдоль оси теплоотдача при вязкостно-гравитационном течении в горизонтальных трубах выше, чем в вертикальных в случае совпадения вынужденной и свободной конвекции у стенки. По этой же причине при переходе через критическое число Рейнольдса теплоотдача возрастает не скачкообразно, а постепенно. Так как при значениях Ке<Ке1ф в потоке уже происходит некоторое перемешивание под действием свободной конвекции, то дополнительное турбулентное перемешивание,
возникающее при Яе Жекр, приводит лишь к постепенному возрастанию теплоотдачи.
Для получения достаточно общих зависимостей по теплоотдаче в горизонтальных трубах пока еще недостаточно опытных данных. Тем не менее, на основе имеющихся данных можно получить некоторые полезные соотношения. Так, например, опытные данные, соответствующие области вязкостно-гравитационного течения, можно обобщить с помощью уравнения:
В этом уравнении коэффициент теплоотдачи отнесен к среднему арифметическому температурному напору, а все физические свойства, кроме вязкости, выбраны при температуре ^ = 0,5(4С-ИЖ).
Уравнение справедливо при значениях Яеж < 3000 3 500.
(1.36)
теплообмену в горизонтальных трубах опубликованы в [43, 44, 45].