Все физические свойства в формуле (2.6) следует определять при среднеарифметическом значении температур поверхности и жидкости. Значения С и n при обтекании цилиндрических тел с некруглыми поперечными сечениями приводятся и таблице 2.2.
В работе получена следующая простая аппроксимационная формула:
=2+(0.4ReD1/2+0,06Re2/3) Pr0.4 (m¥/ms)0.25, (2.7)
которая справедлива при 3,5<ReD<8.104 и 0,7<Рr<380. Все физические свойства, за исключением ms, в этой формуле следует определить при температуре набегающего потока.
Таблица 2.2 - Значение констант в формуле (2.6) для расчёта теплообмена при поперечном обтекании цилиндрических тел с некруглым поперечным сечением
|
Форма поперечного сечения |
ReD,f |
C |
N |
|
V d |
5.103 - 105 |
0.246 |
0.588 |
|
V d |
5.103 - 105 |
0.102 |
0.673 |
|
V d |
5.103 - 1.95.104 1.95.104 - 105 |
0.160 0.0385 |
0.638 0.782 |
|
V d |
5.103 - 105 |
0.153 |
0.638 |
|
V d |
4.103 - 1.5.104 |
0.228 |
0.731 |
При обтекании сфер жидким металлом коэффициент теплоотдачи можно рассчитывать по формуле:
=2,0+0,386 (ReDPr)0.5, (2.8)
справедливой в интервале значений числа Рейнольдса 3.104<ReD<1,5.105.
Знание характеристик теплообмена при обтекании пучков (или пакетов) труб важно при конструировании теплообменников. Формула для расчета теплообмена при обтекании пучков труб имеет такой же вид, как и формула (2.6), которая приводилась при рассмотрении обтекания одиночной трубы. Однако значения коэффициента С и показателя степени n зависят от расстояния между соседними трубами и расстояния между рядами труб в направлении течения, а также от способа расположения труб, коридорного или шахматного (рисунок 2.4).
В таблице 2.3 приведены значения С и n, которые следует использовать в формуле (2.6) при различном расположении труб в пучках и наличии 10 или более рядов в направлении течения.
Таблица 2.3 - Значения констант в формуле для расчета теплообмена при обтекании пучков труб с десятью и более рядами
|
|
Ln/D |
|||||||
|
|
1,25 |
1,5 |
2,0 |
3,0 |
||||
|
|
С |
N |
С |
n |
С |
n |
С |
N |
|
|
|
|
Коридорное расположение |
|
|
|||
|
1,25 |
0,386 |
0,592 |
0,305 |
0,608 |
0,111 |
0,704 |
0,0703 |
0,752 |
|
1,5 |
0,407 |
0,586 |
0,278 |
0,620 |
0,112 |
0,702 |
0,0753 |
0,744 |
|
2,0 |
0,464 |
0,570 |
0,332 |
0,602 |
0,254 |
0,632 |
0,220 |
0,648 |
|
3,0 |
0,322 |
0,601 |
0,396 |
0,584 |
0,415 |
0,581 |
0,317 |
0,608 |
|
|
|
|
Шахматное расположение |
|
|
|||
|
0,6 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,236 |
0,636 |
|
0,9 |
- |
- |
- |
- |
0,495 |
0,571 |
0,445 |
0,581 |
|
1,0 |
- |
- |
0,552 |
0,558 |
- |
- |
- |
- |
|
1,125 |
- |
- |
- |
- |
0,531 |
0,565 |
0,575 |
0,560 |
|
1,25 |
0,575 |
0,556 |
0,561 |
0,554 |
0,576 |
0,556 |
0,579 |
0,562 |
|
1,5 |
0,501 |
0,568 |
0,511 |
0,562 |
0,502 |
0,568 |
0,542 |
0,568 |
|
2,0 |
0,448 |
0,572 |
0,462 |
0,568 |
0,535 |
0,556 |
0,498 |
0,570 |
|
3,0 |
0,344 |
0,592 |
0,395 |
0,580 |
0,488 |
0,562 |
0,467 |
0,574 |
Для меньшего числа рядов в таблице 2.4 приводится доля, которую составляет ac при N рядах труб от соответствующего значения при 10 рядах. Число Рейнольдса Rемакс для потока через пучок труб определяется по диаметру трубы и максимальной скорости течения (т. е. скорости потока через минимальную площадь проходного сечения).
Таблица 2.4 - Отношение ac при N рядах труб в пучке к соответствующему значению при 10 рядах
|
N |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Отношение при шахматном расположении труб |
0,68 |
0,75 |
0,83 |
0,89 |
0,92 |
0,95 |
0,97 |
0,98 |
0,99 |
1,0 |
|
Отношение при коридорном расположении труб |
0,64 |
0,80 |
0,87 |
0,90 |
0,92 |
0,94 |
0,96 |
0,98 |
0,99 |
1,0 |
