Интенсивность теплопередачи

Двучлен в скобках учитывает интенсивность теплоотдачи с поверхности; коэффициент b — 2p/cyS 1/c; p — коэффициент теплоотдачи, кал/см2 -с- °С; /2 и /3 — коэффициенты, пропорциональные безразмерным длительностям нагрева, определяемые по номограмме (рис. 120) в зависимости от безразмерной температуры о :

С увеличением толщины теплового пограничного слоя при ламинарном течении жидкости у поверхности пластины интенсивность теплоотдачи уменьшается. В переходной зоне общая толщина пограничного слоя продолжает возрастать, однако значение а при этом увеличивается, потому что толщина ламинарного подслоя убывает, а в образующемся турбулентном слое тепло переносится не только теплопроводностью, но и конвекцией вместе с перемещающейся массой, т. е. более интенсивно. В результате суммарное термическое сопротивление теплоотдачи убывает.

Из формулы (10.14) видно, что интенсивность теплоотдачи убывает по мере стекания конденсата из-за возрастания толщины его пленки. Среднее значение коэффициента теплоотдачи от поверхности высотой Н

10.1. Интенсивность теплоотдачи от воздуха на 2 — 3 порядка ниже, чем от воды, поэтому и количество теплоты, получаемой поверхностью тела человека в сауне, много меньше, чем в кипящей воде. В сауне это количество теплоты отводится от поверхности тела за счет испарения пота, поэтому температура поверхности удерживается в допустимых пределах.

в рассматриваемых условиях существенно снижает интенсивность теплоотдачи, задаемся в первом приближении ф = 0,5, тогда

На рис. 5.7 отклонение результатов от предельного варианта (у2 = = °°) на I % наблюдается при у2 = 1000. При дальнейшем уменьшении у2 интенсивность теплоотдачи от стенки канала снижается как на входном участке, так и в области стабилизированного теплообмена.

Изменение протяженности вставки практически не затрагивает значения ?/ (см. рис. 5.12). Незначительное воздействие этот размер оказывает также на локальную и среднюю интенсивность теплоотдачи (рис. 5.14). На рис. 5.14 сплошными кривыми показано изменение отношения локального числа Nu вдоль вставки длиной / к аналогичной характеристике Nu° для входного участка такой же длины / бесконечно длинной вставки. Штриховыми кривыми показано изменение отношения соответствующих средних значений Nu, Nu°. Отклонение этих кривых от единицы и характеризует влияние параметра / вставки (адиабатичности ее выходной поверхности), наблюдается только в случае / < ?/и тем заметнее, чем больше последнее неравенство. Причем проявляется это в замедленном (по сравнению с данными, приведенными на рис. 5.11) снижения теплообмена по мере удаления охладителя от входа в пористый элемент и поэтому наибольшее отклонение в сторону увеличения критерия Нуссельта достигается на выходе вставки при { =/ (крайняя правая точка на кривых). Нужно отметить, что для больших значений параметра Ре (Ре =» 100) отмеченный эффект пропадает даже при очень малом значении длины/ =0,1. _____

При малых скоростях движения жидкости и больших перепадах температур теплота переносится как за счет естественной, так и вынужденной конвекции. Если скорости движения велики, а температурные перепады незначительны, то влияние свободной конвекции на суммарный теплообмен также незначительно. Интенсивность теплоотдачи конвекцией зависит от характера течения жидкости в пограничном слое. При ламинарном режиме течения жидкости, когда линии тока параллельны теплоотдающей поверхности, интенсивность теплоотдачи невелика, слабо зависит от скорости течения жидкости и сильно изменяется при изменении теплофизических свойств теплоносителя.

Интенсивность теплоотдачи при пленочной конденсации в 5. . .10 раз меньше, чем при капельной, так как при пленочной конденсации теплообмен осуществляется через слой конденсата, имеющего значительное термическое сопротивление, в то время как при капельной конденсации значительная часть теплоты передается через очень тонкую пленку между каплями. Несмотря на то, что теплообмен при капельной конденсации более выгоден по сравнению с пленочной, в промышленных конденсаторах практически всегда имеет место пленочная конденсация.

При небольших температурных напорах (участок АБ) прогрев жидкости недостаточен для образования активной паровой фазы и теплообмен осуществляется за счет естественной конвекции. С увеличением температурного напора появляются пузырьки пара, наступает режим пузырькового кипения (участок БВ на кривой кипения). Рост температурного напора в этом режиме ведет к увеличению количества активных центров парообразования, большей частоте отрыва пузырьков пара от поверхности. При этом резко возрастает интенсивность теплоотдачи от поверхности по сравнению с конвекцией однофазной жидкости. Коэффициент теплоотдачи в случае кипения воды в большом объеме можно определить по формуле

Так, если одна или обе теплообменивающиеся среды представляют собой газы или воздух, то термическое сопротивление по газовой и воздушной сторонам (1/ах и 1/Oj) будет значительно больше термического сопротивления металлической стенки 6М/Я^,. Поэтому в расчете обычно полагают бм/Ям » 0. При нормальных условиях эксплуатации оборудования толщина внутренних отложений 6ВН не должна достигать величин, дающих заметное повышение термического сопротивления 6ВН/Я,ВН слоя внутренних отложений во избежание перегрева металла труб. В связи с этим бщДвн « 0. В экономайзере, а также перегревателе котлов СКД интенсивность теплоотдачи по газовой стороне значительно меньше, чем по рабочему телу: с^ С а2. Поэтому расчет указанных поверхностей нагрева ведут при условии 1/Og ж 0.

Модифицированный локальный полный критерий Nu^, определяющий интенсивность теплопередачи k = (l/a+ l/^^)"1 между теплоносителем внутри проницаемого заполнителя и внешним потоком, рассчитывается из выражения

ной Bi (рис. 5.3). При Bi -* °° имеем Nu^ -> Nu^. При Bi ->• 0 по мере снижения интенсивности о^ теплообмена стенки канала с внешним потоком критерий Nut,,,, характеризующий интенсивность теплопередачи между теплоносителем внутри пористого материала на участке стабилизированного теплообмена и внешним потоком, также уменьшается (Ми?„ -»• 0), тогда как критерий Nu^ увеличивается — интенсивность теплообмена между потоком внутри проницаемого каркаса и стенкой канала возрастает.

характерных темп-р среды и стенки (или границы раздела фаз) или двух сред, между к-рыми происходит теплообмен. Т.н.- один из осн. факторов, определяющих интенсивность теплопередачи и теплоотдачи. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ шов - зазор (щель, прорезь) между отд. частями конструкций и сооружений, допускающий нек-рое их взаимное перемещение, вызываемое температурным воздействием. Служит для устранения внутр. напряжений в конструкциях (мостах, рельсах, покрытиях и т.п.). Т.ш. в нек-рых случаях может достигать неск. см (напр., в пролётных строениях мостов).

Пусть флюид с начальной температурой Т\ протекает по трубе, имеющей поперечное сечение а и длину L. Температура флюида на входе в трубу равна Гь на выходе—TV Внутренняя стенка трубы сохраняет температуру ТСт-Это примерно соответствует условиям в конденсаторе паровой турбины либо в длинном трубопроводе для пара или горячей воды. Обратимся к рис. 8.7. Интенсивность теплопередачи через небольшой участок dA поверхности выражается формулой

Интенсивность теплопередачи через сферическую оболочку с наружным гв и внутренним л„ радиусом, с соответственными температурами наружной Тт и внутренней 7"в поверхности выражается формулами:

Средний коэффициент теплопередачи характеризует интенсивность теплопередачи в теплообменнике в целом, а локальный — в рассматриваемом месте теп-лопсредающей поверхности.

При эксплуатации теплообменники показали хорошие результаты, интенсивность теплопередачи в них с точностью ±10% совпала с расчетными значениями. После нескольких месяцев работы в трубе одного из теплообменников образовалась течь. Разрушение трубы произошло вследствие вибрации, вызванной динамическим воздействием потока натрия. Для устранения неполадок в этом теплообменнике вблизи места входа теплоносителя в кожух между трубами были установлены перегородки для гашения вибрации.

Рис. 43. Влияние критерия ReB на интенсивность теплопередачи в зависимости от относительной высоты насадки по данным НИИСТ УССР:

Скорость газов и, в меньшей мере, плотность орошения влияют на интенсивность теплопередачи и те-плопроизводительность экономайзера, поэтому их увеличение весьма целесообразно. Однако с увеличением скорости газов и плот-

Согласно опытным данным, интенсивность теплопередачи при насадке из керамических колец также выше, чем при реечной насадке. Поэтому применение колец требует относительно меньшего объема контактной камеры, чем в случае применения деревянных реек. Однако сопротивление газового тракта экономайзера при реечной насадке ниже, чем при насадке из колец. Тип насадки необходимо выбирать с учетом особенностей объекта. По-видимому, в большинстве случаев целесообразнее применять керамические кольца, поскольку при этом уменьшается необходимая высота экономайзера и расход металла на его изготовление. Что касается выбора размера колец, то в этом вопросе следует руководствоваться теми же соображениями, что и при выборе типа насадки. Необходимо учитывать, что с увеличением размера колец увеличивается и необходимая высота насадки, но несколько уменьшается сопротивление газового тракта. Размер колец следует выбирать с учетом размеров сечения экономайзера, т. е. его теплопроизводитель-ности. Для экономайзеров меньшей производительности следует применять и кольца меньших размеров, и наоборот.

Интенсивность теплопередачи в данной точке пространства измеряется величиной плотности теплового потока: