Коэффициентов теплопередачи

4. Анализ зависимостей для расчета коэффициентов теплообмена при течении в парогенерирующих каналах жидкости, нагретой до температуры насыщения/'Андреевский А. А., Боришанский В. М., Фромзель В. Н., Фокин Б. С.— ИФЖ, 1974, т. XXVI, № 1, с. 142—164.

Уравнение (9.6) является более общим и рекомендуется для расчета локальных коэффициентов теплообмена в цилиндрических и кольцевых каналах (на внешней поверхности) длиной до 150 калибров в условиях проницаемой и непроницаемой стенки при вдуве газов различной физической природы. Оно может быть использовано в первом приближении и при других способах начальной закрутки.

Небольшая абсолютная величина разности температур между поверхностью частиц и газом приводит к тому, что даже незначительные погрешности в измерении дают результаты, отличающиеся друг от друга на... 1000%! Правда, высокая точность в определении коэффициентов теплообмена между фазами не столь уж важна. Ведь даже при самых низких а (порядка 6— 23 Вт/(м2-К))> кипящий слой способен обеспечить практически полное выравнивание температур между газом и частицами уже на расстоянии от решетки, равном 10 диаметрам зерен. Иными словами, межфазовый теплообмен не является лимитирующим фактором в большинстве процессов, осуществляемых в кипящем слое.

Этот же характер зависимости коэффициентов теплообмена от скорости фильтрации газа модели, базирующиеся на теплообмене одиночной частицы с поверхностью, объясняют «противоборством» двух факторов: скоростью движения частиц и порозностью слоя, величина которых увеличивается с ростом скорости газа. И если увеличение скорости движения частиц благотворно отражается на теплообмене, то повышение пороз* ности сказывается отрицательно.

График, представленный на рис. 34, иллюстрирует зависимость максимальных коэффициентов теплообмена

Так гласит теория (правда, простейшая), а что же опыт? Экспериментируя с водородом, воздухом и углекислым газом, И. Вике и Ф. Феттинг, например, получили соотношение коэффициентов теплообмена 3:1:0,75. Для упомянутых газов значения Я, относятся, как 7:1:0,62, а величины Я0'6— как 3,22:1:0,75, т. е. коэффициенты теплообмена примерно пропорциональны теплопроводности газа в степени 0,6. Такие же или близкие к ним результаты были получены многими исследователями.

И снова приходится констатировать, что единого ответа на эти вопросы нет. Но если придерживаться принципа разумного компромисса, то можно сделать выводы о сравнительной (в пределах ±15%) «индифферентности» коэффициентов теплообмена кипящего слоя с поверхностью по отношению к увеличению диаметра теплообменных труб, начиная примерно с 20 мм (наиболее ходовых в производстве размеров), к расположению (вертикальному или горизонтальному) их в слое и, что особенно ценно, к компоновке трубных пучков.

При прочностных исследованиях для увеличения производительности испытания проводились в камерах, где устанавливалось до 50 лопаток. Вследствие увеличения проходного сечения и отсутствия сопротивления на выходе гидравлическое сопротивление и, следовательно, давление газа были близки к атмосферному, что сказывается на резком уменьшении коэффициентов теплообмена и на его распределении по профилю лопаток.

для единиц коэффициентов теплообмена (теплоотдачи) и теплопередачи

Уравнения для расчета коэффициентов теплообмена со стороны обоих теплоносителей

Дули, обеспечивающие следующие расчеты: теплофизических свойств воды и ьо-дяного пара; теплофизических свойств греющего теплоносителя; коэффициентов линейного расширения и теплопроводности конструкционных материалов; коэффициентов теплообмена со стороны воды/пара; коэффициентов теплообмена со стороны греющего теплоносителя; термического сопротивления теплопередаю-щих труб; условий перехода к ухудшенному теплообмену со стороны воды/пара; градиентов давления по трактам обоих теплоносителей; местных сопротивлений.

Величина 83А,3 = 8 представляет собой термическое сопротивление слоя наружных отложений и носит название коэффициента загрязнения. Величина е зависит от вида топлива, скорости газа, диаметра, геометрии и способа компоновки труб в поверхности нагрева, фракционного состава золы. Оценка влияния загрязнения на теплообмен довольно сложна и проводится по экспериментальным (опытным) данным. Учитывается это в расчетах либо с помощью величины е, либо введением коэффициента тепловой эффективности поверхности гз, представляющего собой отношение коэффициентов теплопередачи загрязненных и чистых труб. Коэффициенты i> тепловой эффективности коридорных фестонов, перегревателей, экономайзеров для различных топлив (ат < 1,03) приведены ниже.

Формулы для расчета коэффициентов теплопередачи k отдельных поверхностей нагрева котла приведены в табл. 24. Коэффициент загрязнения

2-11. РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

Величина 83А,3 = е представляет собой термическое сопротивление слоя наружных отложений и носит название коэффициента загрязнения. Величина е зависит от вида топлива, скорости газа, диаметра, геометрии и способа компоновки труб в поверхности нагрева, фракционного состава золы. Оценка влияния загрязнения на теплообмен довольно сложна и проводится по экспериментальным (опытным) данным. Учитывается это в расчетах либо с помощью величины е, либо введением коэффициента тепловой эффективности поверхности г>, представляющего собой отношение коэффициентов теплопередачи загрязненных и чистых труб. Коэффициенты я? тепловой эффективности коридорных фестонов, перегревателей, экономайзеров для различных топлив (ат < 1,03) приведены ниже.

Формулы для расчета коэффициентов теплопередачи k отдельных поверхностей нагрева котла приведены в табл. 24. Коэффициент загрязнения

Уравнение (2-27) для многослойной стенки подобно уравнению (2-24) для однородной плоской стенки. Различие заключается в выра- -жениях для коэффициентов теплопередачи k. При сравнении уравнений (2-26) и (2-23) видно, что соотношение (2-23) является частным случаем уравнения (2-26), когда «=1.

Из рассмотренного примера видно, что при oi^Co2 увеличение большего из коэффициентов теплопередачи (о2) практически не дает увеличения k\. Увеличение меньшего из коэффициентов теплоотдачи в 2 и 5 раз дает увеличение почти во столько же раз.

Фирма «Dow Chemical Company» выпустила доклад по результатам исследований, выполненных для Управления по переработке соленых вод [230]. Среди полученных результатов можно выделить следующие: склонность нержавеющих сталей к питтингу в морской воде снижается при рН 6,7; при температуре 104 "С и повышенной солености морской воды алюминиевые сплавы подвержены питтингу при рН 6,1, но не корродируют при рН 7,0; увеличение содержания бикарбоната (щелочности) в морской воде до 15—20 мг/кг повышает стойкость алюминиевых сплавов к питтинговой и общей коррозии, при концентрации бикарбоната 8 мг/кг частично уменьшается только питтинг на этих сплавах; при температурах 140—160 "С допустимые скорости коррозии малоуглеродистой стали, сплава Кор-Тен и медного сплава 122 наблюдались в аэрированной умягченной морской воде с рН 9—9,5. В докладе описаны также методика и оборудование для исследования питтинговой И контактной коррозии, определения критической скорости потока воды и коэффициентов теплопередачи, измерения концентраций растворенного кислорода и двуокиси углерода, а также определения суммарной щелочности среды.

В табл. 24 приведены примерные значения коэффициентов теплопередачи кожухотрубчатых теплообменников из фторопласта-4.

Расчет коэффициентов теплопередачи, плотности теплового потока на экономайзерном участке и теплоотдающей поверхности экономайзера. Коэффициенты теплопередачи рассчитываются для нескольких скоростей теплоносителя по следующей схеме.

16. Соотношеннз коэффициентов теплопередачи