1.4. Перенос тепла при принудительной конвекции.
Reкр=105
где - коэффициент теплоотдачи
V - скорость
l - длина обдува
- кинематическая вязкость
а) ламинарное движение жидкости
Ref
< 105
б) турбулентное движение жидкости
Ref
105
Задача.1.
Сопротивление обдувается продольным потоком воздуха, tf = 20C, скорость 2 м/сек. Средняя температура поверхности сопротивления t=80C, длина сопротивления l=10 см. Определить конвективный коэффициент теплоотдачи.
Теплоотдача при движении жидкости в трубах.
V=G/f
где V - скорость расхода жидкости;
G - расход жидкости м3 /сек
f - поперечное сечение трубы в м2
где V - скорость
d - диаметр трубы
- кинематическая вязкость
Ref < 2200 - ламинарный режим
Ref = 2200 - 104 - переходной режим
Ref > 104 - турбулентный режим
Турбулентный режим
tf = 0.5 (t’f + t’’f)
Значения L при турбулентном режиме
|
Re |
отношение l/d |
|
|||||||
|
|
1 |
2 |
5 |
10 |
15 |
20 |
30 |
50 |
|
|
104 |
1.65 |
1.5 |
1.34 |
1.23 |
1.17 |
1.13 |
1.07 |
1 |
|
|
2104 |
1.51 |
1.4 |
1.27 |
1.18 |
1.13 |
1.1 |
1.05 |
1 |
|
|
5104 |
1.34 |
1.27 |
1.18 |
1.13 |
1.1 |
1.08 |
1.04 |
1 |
|
|
105 |
1.28 |
1.22 |
1.15 |
1.1 |
1.08 |
1.06 |
1.03 |
1 |
|
|
106 |
1.14 |
1.11 |
1.08 |
1.05 |
1.04 |
1.03 |
1.02 |
1 |
|
-
поправка на неизотермичность
где Tf , T - среднее значение температур газа и трубы.
-
поправка на искривление трубы;
- диаметр трубы;
- радиус искривления трубы.
Ламинарный режим
Поправка на конечность трубы.
|
l/d |
1 |
2 |
5 |
10 |
15 |
20 |
30 |
50 |
|
‘L |
1.9 |
1.7 |
1.44 |
1.28 |
1.17 |
1.13 |
1.05 |
1 |
Для воздуха:
Переходной режим
Безразмерный коэффициент К.
|
Ref 10-3 |
2.1 |
2.2 |
2.3 |
2.4 |
2.5 |
3 |
4 |
5 |
6 |
8 |
10 |
|
K |
1.9 |
2.2 |
3.3 |
3.8 |
4.4 |
6 |
10.3 |
15.5 |
19.5 |
27 |
33.3 |
Задача 1.
Определить коэффициент теплоотдачи при течении воды в горизонтальной круглой трубе диаметром 4 мм и длиной 400 мм. Расход жидкости .00001 м3/сек. Средняя температура воды 20С, температура стенки 25С.
Задача 2.
Решить предыдущую задачу для воздуха, продуваемого через трубу со скоростью 8 м/сек.
Задача 3.
В горизонтальной круглой трубе диаметром 5 мм и длиной 400 мм течет вода со средней скоростью 2,5 м/сек при температуре 20С. Труба изогнута в виде петли с радиусом кривизны 50 мм. Определить коэффициент теплоотдачи.