Тема 2.4. Теплоотдача при вынужденном движении жидкости

Методические указания

При изучении данной темы необходимо обратить внимание на режимы течения теплоносителя в трубах и каналах, потому что от режима течения зависят постоянные числа в уравнениях подобия для определения коэффициента теплоотдачи при вынужденном движении теплоносителя. В уравнения подобия входят различные поправки, которые учитывают влияние различных факторов на число Нуссельта, а, следовательно, и на коэффициент теплоотдачи. Поэтому необходимо четко усвоить в каких случаях учитываются те или иные поправки. Кроме того, в выражения для чисел подобия входят физические параметры, зависящие от температуры (теплоемкость, вязкость, коэффициент теплопроводности и др.); а также линейные размеры (ширина или высота; пластины, диаметр трубы и др.). Поэтому одной из основных задач при изучении этой темы является четкое усвоение, каким образом выбирается определяющий размер и определяющая температура, а также уравнение подобия для заданных условий задачи.

Литература: [1], с. 155—200; [4], с. 129-1595.

Вопросы для самоконтроля

1. Показать графически профили скоростей потока при изотермически-ламинарном и турбулентном движении жидкости в трубах.

2. Объяснить сущность гидродинамической и тепловой стабилизации потока жидкости в трубах.

3. Привести в общем виде уравнения подобия для ламинарного, переходного и турбулентного режимов течения жидкости в трубах и указать пределы их применения.

4. Перечислить главные факторы, влияющие на величину коэффициента теплоотдачи при внешнем поперечном обтекании цилиндрической трубы.

5. Чем отличается теплоотдача в змеевиках?

6. Чем отличается процесс теплоотдачи для одиночной трубы при поперечном движении жидкости?

7. Какие пучки труб применяются в технике?

8. Какие уравнения подобия рекомендуются для пучков труб при продольном и поперечном обтекании их жидкостью?

9. Как определяется средний коэффициент теплоотдачи для пучка труб?

10. Особенности теплоотдачи жидких металлов.

11. Уравнение подобия для жидких металлов.

Тема 2.5. Расчет теплообменных аппаратов

Методические указания

При изучении этой темы необходимо обратить внимание на способы интенсификации теплообмена в теплообменниках, проанализировать влияние на коэффициент теплопередачи различных факторов и определить решающие из них. Усвоить методику вывода формулы среднего температурного напора для рекуперативных теплообменников и четко знать ограничения, допущенные при ее выводе.

Литература: [1], с. 379—399, [4], с. 156—173 .

Вопросы для самоконтроля

1. Что называется теплообменным аппаратом?

2. На какие группы делятся теплообменные аппараты?

3. По каким схемам осуществляется движение жидкостей в теплообменных аппаратах?

4. Где применяются рекуперативные теплообменники?

5. Основное уравнение теплопередачи и теплового баланса.

6. Как изменяются температуры жидкостей и водяные эквиваленты в аппаратах?

7. При каком условии средний логарифмический температурный напор можно заменить средним арифметическим?

8. Какие преимущества имеет противоточная схема теплообменника перед прямоточной? В каких случаях эти схемы эквивалентны?

9. Как определяются конечные температуры рабочих жидкостей в аппаратах с прямотоком, противотоком и поперечным током?