Коэффициент осаждения

Влияние оребрения на коэффициент теплопередачи можно показать на следующем примере. Пусть сц = 1000 и аг=20 Вт/ (м2- К). Предположим, что б'Д мало и им можно пренебречь, тогда

Для плоской поверхности (коэффициент оребрения единице) получим:

Следовательно, при заданных соотношениях коэффициентов теплоотдачи при оребрении плоской стенки со стороны малого а с коэффициентом оребрения Fv.c(Fi — 2, передача теплоты увеличивается примерно ,в 2 раза. -

Пример 6-3. Определить количество переданного тепла через 1 м2 стенки, холодная сторона которой сребрена и коэффициент оребрения равен F2/Fi = l3. Толщина стенки 6 = 10 мм, и коэффициент теплопроводности материала К== = 40 Вт/(м-°С). Коэффициенты теплоотдачи соответственно равны di=200 и а2=10 Вт/(м-°С) и температуры tmi = 75 и <ж2=15°С.

Пример 6-3. Определить плотность теплового потока через стенку, холодная сторона которой сребрена и коэффициент оребрения Рл1Рг = 13. Толщина стенки S — 10 мм и коэффициент теплопроводности материала X = 40 Вт/(м-°С). Коэффициенты теплоотдачи соответственно а, = 200 и а2 = 10 Вт/(м2-°С) и температуры <Ж1 = 75°С и <жа = 15°С.

Примечание. D0—диаметр трубы по впадинам; t — шаг оребрения; Ь-ширина впадины по ?>0; Ар •—высота ребра; Кр—коэффициент оребрения.

где ф — коэффициент оребрения; гр — отношение поверхности ребер ко всей поверхности теплообмена; ? — коэффициент, учитывающий изменение толщины ребра по высоте; rip — коэффициент эффективности ребра; Ф — коэффициент, учитывающий неравномерность теплоотдачи по высоте ребра.

2. ср — коэффициент оребрения, равный отношению полной поверхности теплообмена к гладкой поверхности несущей трубы (без ребер).

2. ср — коэффициент оребрения, равный отношению полной поверхности теплообмена к гладкой поверхности несущей трубы (без ребер).

2. б — толщина ребра; sp — шаг оребрения; ф — коэффициент оребрения, равный отношению полной поверхности теплообмена к гладкой поверхности несущей трубы (без ребер).

— отношение полной сребренной поверхности к наружной поверхности стенки гладкой трубы г (коэффициент оребрения); апр — среднее значение приведенного коэффициента тепло-

Скорость отложения нерастворенной формы ПК (частиц ПКЖ) пропорциональна их концентрации в теплоносителе и выражается через коэффициент осаждения k, м/с, который можно связать с константой осаждения частиц ПКЖ, 1/с,

где Ac's — разность между концентрацией растворенных ПК железа в потоке теплоносителя и концентрацией соответствующей растворимости при температуре стенки, г/кг; ks — коэффициент осаждения этих ПК, м/ч; Ум — скорость выхода растворенных ПК железа из воды на поверхность стенки вследствие молекулярной диффузии, м/с; k« — коэффициент массопереноса этих ПК из ядра потока к стенке, м/с; Рк — вероятность их отложения на стенке вследствие кристаллизации.

Из рассмотрения этих кривых видно, что при одинаковых значениях St коэффициент осаждения в первом

В первом приближении можно считать, что на такую же величину отодвинутся от шара и траектории частиц, определяющих величину коэффициента осаждения э, т. е. пылинок, наиболее удаленных от оси, но еще осаждающихся на теле (см. рис. 1-1). Поэтому поперечное сечение трубки тока Si, образованной крайними траекториями пылинок, будет меньше, чем при потенциальном обтекании, а следовательно, по формуле (1-1) будет меньше и коэффициент осаждения э.

По мере возрастания Reu толщина пограничного слоя: 6 уменьшается в соответствии с уравнением б j/Re«/D= =const [Л. 1]. Поэтому коэффициент осаждения будет возрастать с увеличением Reu, приближаясь к значениям, полученным теоретически при потенциальном обтекании шара. В области значений Reu=?0,5-^-800 экспериментальные кривые 3=f(Si) должны находиться между теоретически вычисленными для указанных двух предельных случаев. Расчеты коэффициента осаждения э частиц на шаре при учете влияния пограничного слоя не проводились.

При потенциальном обтекании коэффициент осаждения по данным Лэнгмюра и Блоджетта, приведенным Н. А. Фуксом [Л. 1], представлен кривой 3 на рис. 1-3.. Для вязкого обтекания шара данные этих авторов представлены кривой 4. На рис. 1-3 (кривая 5) приведены экспериментальные данные Уолтона и Вулкока [Л. 8] по осаждению частиц метиленовой сини (с?=2,5 и 5 мкм) на каплях воды (Д=0,5-*-2 мм), подвешенных на стеклянных нитях в вертикальной трубе, через которую аэрозоль продувался снизу вверх со скоростью, соответствующей скорости свободного падения капли vs. В этих опытах Reu составлял 70—870, отношение d/D находилось в пределах 0,01—0,001. Из рисунка видно, что полученные значения э, как и следовало ожидать, немного ниже теоретически вычисленных Фонда и Херном для потенциального обтекания шара.

булентным. Данные Н. Ф. Дергачева представлены кривой 6 на рис. 1-3. При значениях Stl расхождения между ними увеличиваются.

Как при потенциальном, так и при вязком обтекании шара существуют критические значения числа Стокса StKp, ниже которых коэффициент осаждения равен нулю, а выше которых инерция пылинки может оказаться достаточной, чтобы преодолеть увлечение ее газовым потоком, и она может достигнуть поверхности тела.

При теоретическом вычислении коэффициента инерционного осаждения пылинка рассматривается как математическая точка. Следовательно, такое допущение применимо, строго говоря, лишь для достаточно малых значений отношения d/D. Если этим отношением пренебрегать нельзя, то коэффициент осаждения будет несколько больше за счет так называемого эффекта зацепления, рассмотренного впервые Н. А. Фуксом [Л. 1]. Сущность этого эффекта заключается в том, что на поверхности обтекаемого тела могут осаждаться (зацепляться) пылинки, траектории центра тяжести которых отстоят от поверхности шара на расстоянии d/2. Для малых значений отношения d/D и при потенциальном обтекании шара увеличение коэффициента осаждения за счет эффекта зацепления, теоретически вычисленное Н. А. Фуксом, составляет:

Последнее физическое явление было экспериментально исследовано Н. Ф. Дергачевым [Л. 12], который показал, что практически при каждом таком соударении крупные частицы отскакивают и возвращаются в газовый поток. Поэтому в тех случаях, когда пылинки при столкновении с каплей не погружаются в жидкость, а лишь закрепляются на ее поверхности, коэффициент осаждения э должен уменьшаться с возрастанием количества закрепившихся частиц согласно уравнению

В этих опытах для заметного разрушения агрегатов угольной пыли с d порядка 2 мкм, т. е. для отделения пылинок друг от друга, необходимо было пропускать аэрозоль через узкую плоскую щель со скоростью 170 м/с. Поэтому можно с достаточным основанием считать, что пылинки диаметром меньше 3—5 мкм при столкновении с каплей воды и относительно небольших Reu будут практически нацело улавливаться ею. Другими словами, коэффициент осаждения таких частиц будет определяться только вероятностью их столкновения с капелькой. Для пылинок же более крупного размера при оценке их коэффициента осаждения целесообразно, по-видимому, учитывать вероятность отскока пылинок при столкновении с каплей вследствие указанных выше причин.