Процессы и аппараты упаковочного производства

ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ

Для анализа теплоотдачи в турбулентном потоке вводят понятие Турбулентной теплопроводности ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ , которая является аналогом турбулентной вязкости ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ в гидродинамике. Тогда удельный тепло­вой поток QT При турбулентном теплообмене в направлении оси Х (см. рис. 11-7) выразится так:

ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ

Коэффициент турбулентной теплопроводности ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ Т, Как и коэф­фициент турбулентной вязкости ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ T, не является физическим свойст­вом среды, а определяется характером температурного поля, осредненными скоростями и другими внешними факторами.

В ядре потока ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ , так как при этом количество теплоты, переносимое турбулентными пульсациями, значительно больше, чем молекулярной теплопроводностью. Очевидно, у стенки ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ ,т = 0. Интенсивность переноса теплоты в ядре потока выражают с по­мощью коэффициента турбулентной температуропроводности Ат = ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ ,т/(рс), который уменьшается по мере приближения к стенке; в пограничном слое Ат < а, А у стенки Ат — 0. Принимают, что граница теплового пограничного слоя соответствует геометричес­кому месту точек, для которых Ат = А. Значения Ат И ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ T, А И v обычно не совпадают, поэтому в общем случае не равны и толщины гидродинамического и теплового пограничных слоев, т. е. ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ . Эти слои совпадают лишь при ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ = А. Поскольку отношение V/A По существу представляет собой критерий Прандтля, так как Pr = V/A, То толщины гидродинамического и теплового слоев будут совпа­дать при Pr ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ 1, т. е. соблюдается подобие полей температур и скоростей и, таким образом, критерий Прандтля характеризует подобие этих полей.

Одной из первых попыток увязать количество движения с кон­вективным переносом теплоты была сделана Рейнольдсом (1874 г.), который получил следующую зависимость:

St = ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ /8, (11.39)

Где ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ - коэффициент гидравлического трения (здесь индекс «г» введен для того, чтобы отличить коэффициент трения от коэффициента теплопроводности ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ ).

Критерий Стэнтона характеризует отношение переноса теплоты теплоотдачей (т. е. кон­векцией и теплопроводностью) к конвективному переносу.

St = Nu/(RePr) = Nu/Pe = A/(cpw) (11.40)

Зависимость (11.39) была получена при рассмотрении переноса теплоты и напряжения сил внутреннего трения в ламинарном пограничном слое и дает хорошее совпадение с экспериментом для случая Рг = 1. Позднее Прандтлем было получено уравнение для Рг ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ 1:

ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ (11.41)

Где W -скорость жидкости на границе пограничного слоя и турбулентного ядра потока. При Pr ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ l уравнение (11.41) переходит в уравнение (11.39). Воспользовавшись выражением (6.31) для определения коэффи­циента трения

ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ

Получим

ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ (11.42)

Или

ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ (11.42а)

Карман на основе гидродинамической теории теплообмена предложил уточненную формулу для определения коэффициента теплоотдачи, в которую не входит отношение скоростей W'/W:

ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ , (11.43)

ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ

Коэффициент ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ для потока в трубе зависит от критерия Рг (рис. 11-7). При Рг = 1 уравнение (11.43) переходит в уравнение (11.39). Теперь рассмотрим уравнение (6.28) гидравлического сопротив­ления при турбулентном движении потока в трубопроводе

Eu=ARem(L/d)n

При П = 1. Так как сечение потока S = ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ /4, а внутренняя по­верхность F = ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ DL, То L/D==F/4S. Перепишем выражение (6.28) следующим образом:

Eu4S/F = ARem.

С учетом того, что ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ Г = 2ARem, получим

EuS/F= ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ /8. (11.44)

С учетом (11.37) выражение критерия St примет вид

St = Nu/(RePr) = A1Rem-1Prn-1.

Обычно П = 1/3; тогда StPr2/3 = A'Rem-1.

Так как при Рг = 1 аналогия Рейнольдса дает St = ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ г/8, примем, что A'Rem-1 = ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ г/8. Тогда

StPr2/3= ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ (11.45)

Это выражение представляет собой аналогию Рейнольдса С Учетом поправки Рг2/3, учитывающей расхождение между подобием полей температур и полей скоростей. Выражение StPr2/3 КольборН обозначил буквой J И назвал Фактором теплопереноса, Который можно выразить так:

J= StPr2/3 = EuS/F = ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ /8, (11-46)

Или

ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ (11.46а)

Количество теплоты, переносимое к стенке, Q = AF ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ t; В то же время Q = Gc(TН - TK), Где TН И T К- начальная и конечная температуры теплоносителей. Следовательно, ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ . Тогда

ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ

Откуда

ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ (11.47)

Процессы и аппараты упаковочного производства

Упаковочные материалы оптом

Упаковка играет важную роль при хранении, транспортировке и продаже любой продукции. Электроника и бытовая техника, одежда, обувь и товары пищевой промышленности – все они должны быть упакованы в соответствии с …

Известь: классификация и применение

Известь получается в результате обжига горных пород, известняка и прочих продуктов. Наиболее часто используется в дорожной, нефтяной, строительной областях. Процесс извести происходит благодаря воде и в результате этого процесса появляется …

СХЕМЫ АБСОРБЦИОННЫХ УСТАНОВОК

Схемы промышленных абсорбционных установок можно разделить На две основные группы: 1) с однократным использованием абсорБента ( г. е. десорбция поглощенных компонентов не производится); 2) с многократным использованием абсорбента (т. е. …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.