Материал: teplo_2012

10. Если в теплообменнике с одной из сторон стенки один из коэффициентов теплоотдачи известен и значительно меньше другого (например, в теплообменнике «вода – воздух» коэффициент теплоотдачи по воздуху значительно меньше, чем коэффициент теплоотдачи по воде), то, используя метод расчета теплообменника по формулам (4. 15), (4. 16) и считая известным значение коэффициента теплопередачи kl , можно определить коэффициент теплоотдачи по другой стороне. Если, например, в рассматриваемом аппарате типа «труба в трубе» горячим теплоносителем является вода, а холодным – воздух, то коэффициент теплоотдачи по воздуху равен:

где kl определяется по уравнению (4. 16), коэффициент теплоотдачи по во-

де αг из соотношения

где Reг = 4Gг ; μг, λг, Prг определяются по средней температуре горячей воды

πd1μг

T г = 0,5(Tг′ +Tг′′) ; Prw определяется по температуре стенки Tw. В первом при-

ближении принять Tw T г. Коэффициент теплопроводности материала стен-

ки принять λw = 20 Вт/(м·К).

Если в аппарате горячим теплоносителем является воздух, а холодным вода, то коэффициент теплоотдачи по горячей стороне αг может быть определен с использованием уравнения (4.15), где коэффициент теплоотдачи по воде αх определяется выражением:

141

воды T х = 0,5(Tх′ +Tх′′) ; Prw определяется по температуре стенки Tw. В первом приближении принять Tw =T х.

11. Результаты обработки опытных данных сводятся в табл. 4.2 – 4.4.

Таблица 4.3.

Верхняя строка в табл. 4.4 соответствует определению αх методом рас-

чета теплообменника по формулам (4. 15), (4. 16), нижняя − определению αг. 12. Для варианта определения αх строится зависимость Nuх от Reх и

142

проводится сопоставление полученных величин с расчетной зависимостью для кольцевых каналов с обогреваемой внутренней трубкой:

Для варианта определения αг строится зависимость Nuг от Reг и проводится сопоставление полученных величин с расчетной зависимостью для трубы:

13. При исследовании работы теплообменного аппарата, в котором применена интенсификация теплообмена, необходимо сопоставить полученные в п. 9 зависимости с аналогичными зависимостями для теплообменника без интенсификации теплообмена при одинаковых значениях задаваемых параметров Gг, Gх, Tг′, Tх′, d1, d2, d3, l.

14. При определении коэффициентов теплоотдачи по горячей стороне в аппарате с интенсификацией сопоставить полученные значения Nuг с расчет-

ной зависимостью для теплоотдачи гладкой трубы Nuггл (4.61) и определить отношение Nuг Nuггл в зависимости от Reг и безразмерных геометрических па-

раметров d1′d1 и t/d1. Построить соответствующие графики и сопоставить полученные результаты с эталонными значениями, приведенными в приложении (табл. П. 8).

При Re = const и t/d1 = const построить зависимость Nuг Nuггл от d1′d1 . Используя данные табл. П. 8, на том же графике нанести зависимость отношения коэффициентов гидравлического сопротивления ξξгл . Опреде-

лить области значений параметров, где Nuг Nuггл > ξξгл и Nuг Nuггл

<ξξгл .

15.При определении коэффициента теплоотдачи по холодной стороне

ваппарате с интенсификацией теплообмена сопоставить полученные значе-

143

ния Nuх с расчетной зависимостью Nuхгл для теплоотдачи кольцевого канала

зультаты с эталонной зависимостью (4.45).

Контрольные вопросы

1.Какие величины характеризуют качество работы теплообменного аппарата?

2.Что такое коэффициент теплопередачи?

3.Какие преимущества имеет противоточная схема по сравнению с прямоточной схемой?

4.Что нужно сделать, чтобы уменьшить погрешность определения коэффициента теплопередачи?

5.Что нужно сделать, чтобы заметно уменьшить погрешность определения коэффициента теплоотдачи методом теплообменника?

6.Как изменить режим работы теплообменного аппарата?

7.Как влияет увеличение температуры горячего теплоносителя на входе на тепловую мощность аппарата и температуры теплоносителей на выходе из аппарата?

8.Как влияет увеличение расхода холодного теплоносителя на тепловую мощность аппарата и температуры теплоносителей на входе?

9.Показать, как изменится распределение температур горячего и холодного теплоносителей по длине канала для прямотока и противотока.

10.Каким способом можно увеличить коэффициент теплопередачи теплообменного аппарата?

144

11. Почему при организации интенсификации теплообмена в каналах целесообразно турбулизировать пристеночные слои жидкости?

145