Определение интенсивности процессов теплообмена

В основу расчета коэффициентов теплоотдачи между теплоносителями и поверхностью стенки положены критериальные уравнения, полученные в результате обработки многочисленных экспериментальных данных и их обобщения на основе теории подобия.

Расчет интенсивности теплоотдачи со стороны греющего теплоносителя

По среднеарифметическому значению температуры определяются значения физических свойств греющего теплоносителя (табл. П. 1.1).

с₁ — плотность, кг/м³;

н₁ — кинематический коэффициент вязкости, м²/с;

л₁ — критерий теплопроводности, Вт/(м К);

Pr₁ — критерий Прандтля.

Плотность:

Кинематический коэффициент вязкости:

Критерий теплопроводности:

Критерий Прандтля:

В первом приближении температура стенки:

(1.11).

По t_ст определяем методом интерполяции Pr_ст.

Критерий Рейнольдса для потока греющего теплоносителя:

(1.12).

где w₁ — средняя скорость теплоносителя, м/с.

Эту скорость рекомендуется предварительно принимать в пределах w₁=(1−3) м/с.

В результате сравнения вычисленного значения критерия Рейнольдса с критическим числом Re_кр=2300, устанавливаем, что в трубах турбулентный режим течения жидкости, т.к. Re₁> Re_кр. При таком режиме число Нуссельта определяется по критериальной зависимости:

Коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке трубы, Вт/(м² К).

(1.14).

Расчет интенсивности теплоотдачи со стороны нагреваемого теплоносителя

По среднеарифметическому значению температуры t₂ определяются значения физических свойств греющего теплоносителя (табл. П. 1.1).

с₂ — плотность, кг/м³;

н₂ — кинематический коэффициент вязкости, м²/с;

л₂ — критерий теплопроводности, Вт/(м К);

Pr₂ — критерий Прандтля.

Плотность:

Кинематический коэффициент вязкости:

Критерий теплопроводности:

Критерий Прандтля:

Критерий Рейнольдса для потока греющего теплоносителя.

(1.16).

где w₁ — средняя скорость теплоносителя, м/с. Эту скорость рекомендуется предварительно принимать в пределах w₁=(1−2) м/с.

В результате сравнения вычисленного значения критерия Рейнольдса с критическим числом Re_кр=2300, устанавливаем, что в трубах турбулентный режим течения жидкости, т.к. Re₁>Re_кр. При таком режиме число Нуссельта определяется по критериальной зависимости:

Коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке трубы, Вт/(м² К).

(1.18).