где ас - температуропроводность среды, м2/с (от размерности (м2/ч) к размерности (м2/с) переходят с помощью соотношения 1м2/ч= 1/3600 м2/с);
Здесь Сс —удельная теплоемкость среды (при постоянном давлении), ккал/(кг- °С).
В формуле (10.17) физические коэффициенты следует относить к температуре стенки или к средней по длине трубы температуре потока в зависимости от того, которая из них выше, т. е. определяющей температурой следует считать в случае нагревания среды температуру стенки, а в случае охлаждения среды - среднюю по длине температуру потока.
Определяющим размером d является внутренний диаметр канала. Если канал имеет не круглое сечение, то определяющий размер находят по формуле (эквивалентной диаметру канала)
d = ~ > |
(10.23) |
где FCC4 - площадь поперечного сечения потока, м2; S - периметр сечения канала, м.
Температуропроводность для воды по формуле с учетом (10.17-10.19) находим как
о |
И'и" |
(10.24) |
ас В\ ' ^0.2 ’ |
||
для воздуха |
|
|
д |
и-0" |
(10.25) |
ac =B2--jôT |
||
Зависимость коэффициентов В\ и В2 от определяющей температуры приведена в табл. 10.1-10.2.
Таблица 10.1
Зависимость коэффициентов (В) для воды от определяющей температуры
Определяющая |
Ви |
В з, |
я5, |
В ь |
Вя, |
температура, |
ккал • см |
ккал• с°" |
ккал |
ккал |
ккал |
°С |
(м“ ч-°с) |
(и'-’чМ°сГ |
(м"/8ч)-(”с )'/8 |
(-*ч).(-сГ |
(мгчИ-сГ |
0 |
1250 |
- |
- |
- |
- |
10 |
- |
78,3 |
9,16 |
60,0 |
102,7 |
20 |
1650 |
91,3 |
11,05 |
92,4 |
160,0 |
40 |
2015 |
107,0 |
13,6 |
126,5 |
247,0 |
60 |
2315 |
116,8 |
15,0 |
152,0 |
306,0 |
80 |
2620 |
124,0 |
16,23 |
177,0 |
360,0 |
100 |
2870 |
127,0 |
17,2 |
197,0 |
418,0 |
Зависимость коэффициентов (В) для сухого воздуха от (
Определяющая |
в 2, |
Вл, |
Be, |
Bfc |
Bio, |
температура, |
ккал • с0,8 |
ккал • с°" |
ккал |
ккал |
ккал |
°С ' |
(м:6 ч С) |
(м'7ч )(“с Г |
(м",' Ч).(°сГ |
(м7/4 ч)-(°с)'Ц |
(„ = ч ).(-сГ |
0 |
3,82 |
0,906 |
0,259 |
1,24 |
1,49 |
20 |
3,26 |
0,906 |
0,264 |
1,21 |
1,41 |
40 |
3,15 |
0,907 |
0,270 |
1,19 |
1,36 |
60 |
3,02 |
0,907 |
0,273 |
1,17 |
1,29 |
80 |
2,93 |
0,908 |
0,275 |
1,15 |
1,24 |
100 |
2,80 |
0,908 |
0,283 |
и з |
1,21 |
120 |
2,74 |
0,909 |
0,287 |
1,11 |
1,15 |
160 |
2,60 |
0,908 |
0,296 |
1,08 |
1,08 |
200 |
2,49 |
0,910 |
0,304 |
1,06 |
1,02 |
250 |
2,38 |
0,910 |
0,313 |
1,03 |
0,950 |
300 |
2,23 |
0,911 |
0,321 |
1,02 |
0,908 |
350 |
2,14 |
0,911 |
0,327 |
0,983 |
0,860 |
400 |
2,05 |
0,912 |
0,332 |
0,950 |
0,810 |
500 |
1,89 |
0,913 |
0,342 |
0,915 |
0,742 |
600 |
1,78 |
0,913 |
0,347 |
0,880 |
0,680 |
700 |
1,66 |
0,914 |
0,349 |
0,843 |
0,632 |
800 |
1,56 |
0,915 |
0,360 |
0,815 |
0,592 |
900 |
1,50 |
0,915 |
0,366 |
0,792 |
0,540 |
1000 |
1,43 |
0,916 |
0,371 |
0,768 |
0,524 |
1100 |
1,37 |
0,918 |
0,378 |
0,760 |
0,502 |
1200 |
1,34 |
0,918 |
0,390 |
0,746 |
0,484 |
Зависимость (Хс от температуры можно найти в работах А. И. Вейника. Формулы (10.17) - (10.25) справедливы для хорошо развитого турбулентного движения среды, когда Re > 10000, и при соотношении длины трубы к
диаметру ^> 50 . Для коротких труб ^ < s o j действительный коэффициент
теплоотдачи оказывается больше, чем вычисленный по формулам (10.17) - (10.25). Поправка, на которую следует умножать вычисленный коэффициент ас, находится из табл. 10.3.
Таблица 10.3
Значение поправочного коэффициента для турбулентного режима
Re |
1 |
2 |
|
10 |
При l/d |
20 |
|
|
50 |
|
5 |
15 |
30 |
40 |
|||||||
|
||||||||||
МО4 |
1,65 |
1,50 |
1,34 |
1,23 |
1,17 |
1,13 |
1,07 |
1,03 |
1 |
|
2104 |
1,51 |
1,40 |
1,27 |
1,18 |
1,13 |
1,10 |
1,05 |
1,02 |
1 |
|
5-104 |
1,34 |
1,27 |
1,18 |
1,13 |
1,10 |
1,08 |
1,04 |
1,02 |
1 |
|
МО5 |
1,28 |
1,22 |
1,15 |
1,10 |
1,08 |
1,06 |
1,03 |
1,02 |
1 |
|
МО6 |
1,14 |
1,11 |
1,08 |
1,05 |
1,04 |
1,03 |
1,02 |
1,01 |
1 |
В рассматриваемых условиях количество теплоты подсчитывается по формуле
|
|
|
|
_ |
* \С |
f 2C |
|
|
|
(10.29) |
||
|
|
|
|
Я = 1 |
|
X |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
-+ — + -- |
|
|
|
|||||
или по одной из формул: |
ах Я |
|
а2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
q - a \'{t\c |
|
*m)’ |
|
|
(10.30) |
|||
|
|
|
|
Я= ~ ( rm ~hn )’ |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
Я = с с 2 |
* |
2П — ^2С ) ' |
|
|
|
|||
|
Распределение температуры в сечении стенки (заштрихованная область) |
|||||||||||
отвечает уравнению прямой линии: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
* =t\x\ |
|
|
|
~~hu )• |
|
|
(10.31) |
|
|
В выражении (10.29) — представляет собою термическое сопротивление |
|||||||||||
|
|
|
Я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стенки, величины — и ------ термическое сопротивление теплоотдаче, а сумма |
||||||||||||
|
|
СС\ |
а 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
X |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— + — + ------ полное термическое сопротивление теплопередаче. |
|
|||||||||||
а, |
Я |
а. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Величина |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К = |
|
|
|
|
|
|
(10.32) |
|
|
|
|
|
1 |
X |
|
1 |
|
|
|||
|
|
|
|
— + — + — |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
а, |
Я |
а, |
|
|
|
|||
называется коэффициентом |
теплопередачи, |
— |
- |
полным |
термическим |
|||||||
сопротивлением теплопередаче. |
|
|
|
|
К |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Разности температур /jC |
- /щ и Uп - |
he называются температурными |
|||||||||
напорами и обозначаются через А|Г и |
А2/, |
разность |
- ^п |
называется |
||||||||
температурным перепадом и обозначается через ôt. |
|
|
|
|||||||||
|
В случае многослойной плоской стенки формула (10.29) принимает вид |
|||||||||||
|
|
|
|
Я = 1 |
|
Uc |
|
he |
1 |
|
|
(10.33) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
- + Z |
т + — |
|
|
|
||||
|
|
|
|
(Х\Л |
/=] |
|
Яу |
сс~)1Л2 |
|
|
|
|
|
Величину теплового потока в случае теплопередачи через |
|||||||||||
цилиндрическую стенку (трубу) определяют по формуле |
|
|
||||||||||
|
|
|
Я\ =- |
|
|
^1С |
|
^2С |
1 |
|
(10.34) |
|
|
|
|
1 |
|
1 -In — + - |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
2пг\ах |
|
2 лЯ |
г, 2пгпап |
|
|||||