7.3. Құбыр мен буданың көлденен ағысы кезіндегі есептік формулалар.
Келесі
формулар формулаларда (146) — (159) анықталатын
шамалар – құбыр өткізгіштіктің сыртқы
диаметрі және сұйықтықтың орташа
температурасы(
басқа);
арнаның жіңішке көлденен ағысы арқылы
есептелетін ағынның жылдамдығы :
және
—
салыстырмалы көлденен және бойлық қадам
арқылы анықталады.
А. Бір жақты құбыр. Бір жақты дөңгелек құбыр үшін сұйықтықтың қыздыруы кезіндегі орташа жылуберу келесі формуламен анықталады
кезінде,
;
(146)
кезінде,
;
(147)
кезінде,
.
(148)
кезіндегі
жұқа өткізгіш пен дөңгелек құбырдағы
трансформаторлық май ағыны үшін
.
(149)
Сұйықтықтың
салқындауы кезінде
қатынасының дәрежесінің көрсеткіші
орнына
0,25 орнына 0,2 қабылдады. Газдар үшін
өзгерту
мағынасыз.
Құбырдың
ағысы кезіндегі атқылау бұрышына
түзетуді
11-суреттен көруге болады.
Б. Жазық беті бар құбырлы будалар. Шахматты будалар үшін тереңде орналасқан құбырдың орташа жылуберуі(12-сурет):
және
кезінде,
;
(150)
және
кезінде,
;
(151)
,
,
кезінде,
егер
(152)
егер
(153)
,
,
кезінде,
. (154)
Сенекті будалар үшін (12-сурет):
және
кезінде,
(155)
и
кезінде,
; (156)
,
және
(157)
,
және
. (158)
Сұйық металы бар шахматты және сенекті будалардың ағысы үшін:
.
(159)
Формулалар
,
,
,
кезінде қабылданады.
Жазық құбырдағы барлық будалар үшін орташа жылуберу:
,
(160) Мұндағы
—
кезіндегі
буданың төменгі бөлігіндегі құбырдың
орташа жылуберуі,
(150)—(159) формулар бойынша анықталады;
— 13-суреттен анықталатын, атқылау
бұрышына енгізілетін түзету коэффициенті;
— 14-сурет бойынша анықталатын будадағы
құбырдың z ретінен тәуелді жылуберуді
ескеретін түзету коэффициенті.
В. Қырланған құбырлардан жасалған құбырлы будалар. Дөңгелек қырлары бар құбырлардан тұратын будалар үшін қырланған жағындағы (15-сур.) жылуберу коэффициенті келесі формуламен анықталады:
,
(161) мұндағы
;
;
қырланған құбырдың толық бетіне
жатқызылады.
Тар
ағыс арқылы анықталатын газдың жылдамдығы
,
(162)
Мұндағы
— қырдың қалыңдығы;
—
жылуалмастырғыштың фронтальды ағысының
ауданы;
— құбырдың көлденен қадамы; h
—қырдың
биіктігі; b
—
қырдың қадамы.
Қыр бойынша жылуберудің біркелкі емес таралуы кезінде:
коэффициентін ескереді.
Қырланған
құбырлардың селекті (коридор) орналасуы
кезінде (161)
формуладағы
С=0,105
, n=0,72 қабылданады. Көлденен қатарлардың
санына z
қарай,
ескеріледі, n=1,
2, 3, 4 болған кезде , сәйкесінше
=1,6;
1,3; 1,1; 1,0. Будада құбырдың орналасуына
қарай
,
1,4; 1,7; 2 кезінде сәйкесінше
=0,85;
0,96; 1,0 тең (
-
құбырдың бойлық қадамы).
(161)
формула
,
,
кезінде әділ болады.
(161) формулада қырланған құбырдың шахматты орналасуына қарай
С=0,23; n=0,65 қабылданады. Коэффициент
,
(163) мұндағы
- будадағы құбырдың диоганальды қадамы.
Коэффициент
төменде көрсетілген:
z ………… 1 4 6 8 10 16 20
…………
0,8
0,95 0,98 0,99 1,0 1,015 1,025
(161)
формула
,
,
,
кезінде
әділ болады.
Газ
ағынының қасиеті
,
оның
орташа
температурасы арқылы анықталады.
Қырланған құбыр арқылы жылуберу коэффициенті:
,
(164)
мұндағы
— қырланған беттің сыртынан келтірілген
жылуберу коэффициенті;
— қырланған беттің жанынан анықталатын
жылуберу коэффициенті ,
(161) формула бойынша анықталады;
—
түтікшенің тасушы бетінің ішкі ауданы;
-
қыр бетімен бірге сыртқы қырланған
бетінің толық ауданы ;
-
тұрақты қалыңдықтағы дөңгелек қырдың
эффективті коэффициенті, оны қосымшадағы
П.8 суреттегі графиктен анықтауға
болады;
— Био саны,
— қыр материалының жылуөткізгіштігі;
,
— қыр араларындағы ара қашықтықтағы
қыр бетінің және құбырдың ауданы;
— қабырғаның қалыңдығ;
-
қабырға материалының жылуөткізгіштігі.
және
екі
сұйықтықтың тұрақты температурасы
кезіндегі қырланған қабырға арқылы
өтетін жылулық
ағын
,
(165)
мұндағы
— құбырдың
барлық будасындағы толық қырланған
бетінің жылуалмасуы.
Еркін конвекция кезіндегі жылуберу.
Еркін конвекция – бірфазалы ортадағы температуралық градиент нәтижесінде туындаған біртекті емес тығыздықтың таралуының нәтижесінде гравитациялық өрісте туындайтын ортаның қозғалысы. Осының өзінде, шекаралық қабатта қозғалыс ламинарлы және турбулентті болуы мүмкін. Өріс жылдамдығы мен температура елеулі түрде бір-бірінен тәуелді.