Коэффициент теплопередачи для гладких труб
Для гладкой наружной поверхности трубы коэффициент теплопередачи равен [c.449]Теплообменники типа труба в трубе применяются при небольших количествах теплообменивающихся потоков. Наиболее удачной оказалась конструкция такого аппарата с использованием внутренней оребренной трубки. Помещая трубку с короткими спиральными ребрами (рис. 104, б) внутрь гладкой трубки большего диаметра удается обеспечить высокие коэффициенты теплоотдачи. Это достигается за счет интенсивной циркуляции в полостях между ребрами при их поперечном обтекании потоком, движущимся вдоль оребренной поверхности. Коэффициент теплопередачи такого аппарата находится по формуле (161), коэффи-13 [c.195]
Коэффициент теплопередачи гладких труб определяется в зависимости от разности температур между температурой воздуха в камере и температурой испарения. [c.105]
Линейный коэффициент теплопередачи для гладкой трубы с учетом ее загрязнений
Общий коэффициент теплопередачи такой трубы в 3 раза выше, чем у такой же трубы без ребер. Сравнительные испытания проводили для конденсации пара с температурой 113°С, конденсат охлаждался до 50 °С охлаждающая вода имела температуру 20 °С и скорость 3 м/с [609]. Эксплуатация конденсаторов с оребренными трубами началась с 1982 г. За это время никаких проблем, вызванных коррозионными повреждениями, не возникало [610]. Исследования коррозионного поведения оребренных труб в растворах различных кислот и хлористого натрия показали, что они не только не уступают по коррозионной стойкости, в том числе и к щелевой коррозии, гладким трубам, но даже несколько превосходят их. Это объясняется положительным влиянием холодной деформации в процессе нанесения ребер [610].
Пример. Рассчитать коэффициент теплопередачи гладко-. трубной двухрядной батареи непосредственного испарения, если == — 18° (ро = 98% /о = — 28° трубы 0 57 X 3,5 мм отноше- [c.120]
Коэффициент теплопередачи от горячего катализатора к паро-водяной смеси для гладких чистых труб равен примерно 80 ккал/м час град. [c.119]
Коэффициент теплопередачи. В конденсаторах, изготовленных в виде горизонтальных пучков гладких круглых труб, где скорости пара достаточно высоки, коэффициент теплопередачи определяется в основном скоростью охлаждающей воды в трубах.
При расчете теплопередачи учитывают общую поверхность ребер и трубы. Сначала вычисляют на основе обычных уравнений коэффициент теплопередачи при прямом токе. Затем вводят поправочный множитель на коэффициент теплопередачи только для поверхности ребер. Этот поправочный множитель,, графически представленный на рис. 10, известен под названием к. п д. оребрения он учитывает изменение эффективности ребер в зависимости от геометрической формы, теплопроводности металла и общего пленочного коэффициента для наружной поверхности. Среднелогарифмическую разность температур для конвекционной секции с оребренными поверхностями вычисляют так же, как и для конвекционной секции с гладкими трубами.
На рис. 13.4 представлена зависимость коэффициента теплопередачи от скорости воды для чистых гладких новых горизонтальных труб при отсут- [c.250]
Пример 13.1. Конденсатор мощной паровой турбины. Весьма полезно рассмотреть типичные проблемы, возникающие на первой стадии проектирования конденсатора, такие, как оценки его размеров, веса, стоимости. Для примера выберем конденсатор паровой турбины мощностью 225 ООО кет, подобный изображенному на рис. 13.3. Результаты расчетов приведены в табл. 13.3. Сначала в таблицу заносятся технические условия. Остальные величины рассчитываются или выбираются. Во всех случаях подход к проблеме полностью согласуется с приведенным выше анализом. Например, температура пара на входе и воды на выходе была принята выше значений температуры воды иа входе соответственно на 12,34 и 8,33° С. К коэффициенту теплопередачи, взятому по рис. 13.4 для чистой гладкой трубы, была введена поправка на загрязнение в соответствии с табл. П3.4, так как охлаждение производится водой из пруда — охладителя.
Линейный (отнесенный к 1 пог. м) коэффициент теплопередачи вт/ м-град), для гладкой трубы с учетом ее загрязнения определяется по формуле [c.492]
В аппаратах с оребренными трубами коэффициенты теплопередачи, отнесенные к гладкой и оребренной поверхностям, отличаются в несколько раз. Это различие обусловлено как различием площадей поверхностей Р и / ви> так и изменением температуры по высоте ребра. Если эффективность ребер Е = 1 (медные накатные ребра малой высоты), расчет можно осуществлять по формуле (У.4) или (У.5). Если Е оребренные воздухоохладители, воздушные конденсаторы), то в выражениях (У.4) и ( /.5) вместо а и ав необходимо подставлять приведенный коэффициент теплоотдачи той среды, которая омывает оребренную поверхность
Проведенные в лаборатории Брянского института транспортного машиностроения исследования показали, что маслоохладители с проволочным оребрением дают средний коэффициент теплопередачи (отнесенный к гладкой поверхности труб) примерно в 10 раз больше коэффициента теплопередачи существующих трубчатых теплообменников. Не меньшую эффективность дают пластинчатые теплообменники с турбулизирующими выступами. Серьезным затруднением в эксплуатации таких теплообменников является опасность быстрого загрязнения асфаль-то-смолистыми отложениями (асфальтами, карболенами, карбидами), особенно при подогреве высоковязких крекинг-мазутов.
Исследования показали, что при движении потока в гладких трубах и каналах конвективный коэффициент теплоотдачи при прочих равных условиях в два и более раза ниже, чем при внешнем обтекании круглых труб и тел другой формы. В связи с этим возникает вопрос, возможно ли за счет преимуществ внешнего обтекания достичь значений коэффициентов теплоотдачи, характерных для развитого турбулентного режима, в области ламинарного и переходного режимов течения. С этой целью были проведены исследования теплоотдачи и сопротивления элементов с двуугольными каналами малых эквивалентных диаметров. Опыты проводились на аэродинамической установке разомкнутого типа. Воздушный поток создавался воздуходувкой производительностью 250 м 1ч и напором 3500 мм вод. ст. Исследования проводились на одиночных элементах, обогреваемых кипящей водой и состоящих из двух
Линейный коэффициент теплопередачи — Справочник химика 21
Линейный коэффициент теплопередачи подсчитывают по уравнениюНаряду с величинами fei и / з для цилиндрической стенки вводится и понятие линейного коэффициента теплопередачи ki, который в отличие от (2.3а) определяет тепловой поток, приходящийся на единицу, длины цилиндрической стенки [c.129]
Линейный коэффициент теплопередачи для гладкой трубы с учетом ее загрязнений [c.249]
Даны два теплообменника для нагрева воздуха. В первом теплообменнике воздух проходит по трубам (// >50), а греющий пар — снаружи труб. Во втором, наоборот, пар движется в трубах, а воздух снаружи омывает трубы в поперечном направлении. В обоих случаях принять скорость воздуха 12 м/с, среднюю температуру нагретого воздуха 60 °С, коэффициент теплоотдачи от пара к стенкам 8000 Вт/(м2-К). Трубы — из латуни диаметром 26X3 мм, расположение труб шахматное, соотношение шагов 51 = 2,15г. Найти линейные коэффициенты теплопередачи для обоих вариантов теплообменника.
Значение линейного коэффициента теплопередачи для [c.249]
С —линейный коэффициент теплопередачи от газа к окружающей газопровод среде, [c.52]
Кгр — линейный коэффициент теплопередачи трубы, вт м-град) [c.489]
Значение линейного коэффициента теплопередачи к гр для оребренной трубы определяется формулами
В отличие от К величина Кц представляет собой линейный коэффициент теплопередачи, отнесенный к единице длины трубы, а не к единице ее поверхности. Соответственно Кц выражается в вт/ м-град). [c.299]
При одинаковых температурах в смежных трюмах линейный коэффициент теплопередачи, т. е. количество тепла, которое поступает в оба охлаждаемые помещения через 1 м периметра промежуточной палубы или переборки в единицу времени при разности температуры в 1°С, определяют по формулам при сплошной изоляции с одной стороны и риббанде с другой [c.207]
Линейный коэффициент теплопередачи ki, Вт/(м-К), в формуле
Линейный коэффициент теплопередачи для толстостенных труб связан с коэффициентом теплопередачи через плоскую стенку следующим образом [c.253]
Величина К — называется линейным коэффициентом теплопередачи (т. е. отнесена к 1 м длины трубы). [c.236]
В установке для тепловой переработки нефти по титановой трубе диаметром 118×4 мм движутся нефтепродукты со средней температурой 350 °С. Снаружи труба греется газом, имеющим температуру 1400 °С. Коэффициенты теплоотдачи на поверхностях снаружи и внутри трубы равны соответственно 1 = 100 и 2=300 Вт/(м2-К). Найти линейный коэффициент теплопередачи, линейную плотность теплового потока через стенку трубы, температуры на поверхностях а) для чистой стенки, б) при условии, что на внутренней поверхности появился слой пористых отложений, пропитанных нефтепродуктами, толщиной 5 мм.
Линейный коэффициент теплопередачи (для однослойной стенки) [c.77]
Величина линейного коэффициента теплопередачи для оребренной трубы определяется формулами [c.476]
Для этого рассчитываем условный линейный коэффициент теплопередачи через толстостенную трубу [c.253]
Линейный коэффициент теплопередачи для цилиндрической т зубы [c.266]
Приведенный расчет справедлив при плоской теплопередающей поверхности. Если охлаждающая поверхность имеет форму толстостенной трубки, то правильнее определить линейный коэффициент теплопередачи (на 1 м трубки) как [c.239]
Величина к[ называется линейным коэффициентом теплопередачи цилиндричоско [c.135]
Л — коэффициент теплопроводности стенки трубы, ккал1м час °С и 2—внутренний и наружный диаметры трубы, ж к —линейный коэффициент теплопередачи на 1 м длины трубы, ккал1м час °С. [c.121]
Величина называется линейным коэффициентом теплопередачи, он измеряется в Вт/(м-К). Он характеризует иитенсив- [c.37]
Расчёт тепловыделений от открыто проложенных труб — Мегаобучалка
Определяя поверхность нагрева приборов, устанавливаемых в помещении, следует учитывать тепловыделение в помещении открыто приложенных трубопроводов (магистралей, если они прокладываются в отапливаемом помещении, стояков, подводок к нагревательным приборам). Для случаев скрытой прокладки трубопроводов их тепловыделение не учитывают.
Тепловыделения от трубопроводов систем отопления следует учитывать в тех случаях, когда они составляют более 5% от теплопотерь помещения. Для квартирных водяных систем отопления с естественной циркуляцией тепловыделения от трубопроводов нужно всегда определять ввиду необходимости тщательного установления температуры теплоносителя в трубопроводах для выявления располагаемого давления.
Количество тепла , отдаваемое открыто проложенными неизолированными трубопроводами, определяют по формуле
где F — наружная поверхность трубы, м2;
d —наружный диаметр трубопровода, м;
l—длина трубопровода, м;
кт — коэффициент теплопередачи труб, ккал/мг-ч-град; при теплоносителе воде кт = = 11—12,5 ккал/м2-ч-град; при паре низкого давления Кт^ *=13 ккал/м2-ч-град;
tт —температура стенки трубы, принимаемая равной температуре теплоносителя, град;
tB — расчетная температура воздуха помещения;
φ — коэффициент, характеризующий условия изменения теплоотдачи а зависимости от места расположения трубопровода в помещении, принимаемый по таблице 1
Таблица 1 – Коэффициент изменения теплоотдачи в зависимости от места расположения трубопровода в помещении
Расположение трубопровода в помещении | φ | Расположение трубопровода в помещении | φ |
Подводка к приборам и сцепки Трубопроводы, проложенные у пола | 1,00 0,75 | Стояки Трубопроводы, проложенные у потолка | 0,50 0,25 |
Потери тепла изолированными трубопроводами определяются в ккал/ч по формуле
где ηиз– коэффициентполезного действия тепловой изоляции трубы, принимаемой ≈ 0,8.
Потери тепла неизолированными трубопроводами различных диаметров указаны в таблице 2
Таблица 2 – Потери тепла неизолированными трубами длиной 1 м при tт – tв = 1°, ккал/ч
Внутренний диаметр, мм | 15,75 | 21,25 | 35,7 | 67,5 | |||||||
Теплопотери, q | 0,78 | 0,97 | 1,22 | 1,54 | 1,75 | 2,09 | 2,51 | 2,53 | 3,4 | 4,23 | 5,06 |
При пользовании этой таблицей потери тепла трубопроводами водяных систем определяются с достаточной для практики точностью по формуле
где q – потери тепла поверхностью неизолированной трубы длиной 1 м при Δt = 1°.
Как видно, окончательно определить поверхность нагрева приборов при учете потерь тепла трубопроводами можно только после проведения гидравлического расчета трубопроводов систем отопления.
Расчетную теплоотдачу приборами определяют по формуле
где Qпр – расчетная теплоотдача нагревательных приборов с учетом потерь тепла трубами, ккал/ч;
Q – потери тепла ограждениями отапливаемого помещения, ккал/ч;
Qт – теплоотдача трубами, проложенными в отапливаемом помещении, ккал/ч.
С достаточной для практики точностью для неизолированных труб теплопотери можно определять по формуле
Q=πdα(t1-t0)l(1+β) ,
где d – наружный диаметр трубы, м;
t1 – средняя температура теплоносителя, °С;
t0 – температура окружающей среды, °С;
l – длина трубы, м;
β – коэффициент, учитывающий дополнительные потери арматурой;
α – коэффициент теплоотдачи. Для воздуха при слабом его движении определяется по приближенной формуле:
α=8+0,004 t1 Вт/(м2·°С).
Приложение 7 Теплоотдача открыто проложенных вертикальных и горизонтальных трубопроводов
систем водяного отопления.
tвх—tр , С | Теплоотдача 1 м трубы, Вт/м, при условном диаметре, мм | ||||||
15 | 20 | 25 | |||||
Вертик. qв | Горизонт. qг | Вертик. qв | Горизонт. qг | Вертик. qв | Горизонт. qг | ||
50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 | 38 39 41 44 45 47 50 52 55 56 59 61 64 66 68 71 73 75 78 81 | 50 52 56 58 60 63 66 69 71 74 77 80 82 86 89 92 94 98 101 102 | 47 50 52 54 57 59 63 65 67 70 74 77 80 83 86 88 92 94 98 101 | 60 64 66 70 73 77 80 83 86 89 93 96 100 103 107 109 114 117 121 125 | 59 62 65 68 72 74 78 81 85 88 93 96 100 103 107 110 114 119 122 125 | 73 76 80 85 86 92 96 100 104 108 113 116 121 125 128 134 138 143 146 151 |
Приложение 8
Расчет металлических воздуховодов круглого сечения (первая строка — количество воздуха, м3/ч, вторая строка — потери давления на трение
на 1м длины воздуховода, Па) [7].
Ско- рость движения воздуха Vм/с | Дина-мичес- кое давле- ние hw, Па | Диаметр воздуховода, dэмм | ||||||||||||
100 | 110 | 125 | 140 | 160 | 180 | 200 | 225 | 250 | 280 | 315 | 355 | 400 | ||
0,3 | 0,05 | 8,4 0,0290 | 11,2 0,0245 | 13,3 0,0200 | 16,6 0,0200 | 21,7 0,0098 | 27,5 0,0098 | 33,9 0,0098 | 42,9 0,0098 | 53 0,0078 | 66 0,0068 | 84 0,0059 | 107 0,0049 | 136 0,0049 |
0,4 | 0,09 | 11,3 0,0390 | 14,5 0,0390 | 17,7 0,0290 | 22,1 0,0290 | 28,9 0,0200 | 36,6 0,0200 | 45,2 0,0200 | 57,2 0,0200 | 71 0,0098 | 89 0,0098 | 112 0,0098 | 142 0,0068 | 181 0,0076 |
0,5 | 0,1 | 15 0,0520 | 17 0,0490 | 20 0,473 | 30 0,0040 | 35 0,0347 | 45 0,0300 | 56 0,0263 | 70 0,0227 | 90 0,0199 | 110 0,0172 | 140 0,0148 | 180 0,0123 | 225 0,011 |
0,6 | 0,2 | 17 0,0824 | 20 0,0755 | 27 0,0650 | 33 0,0564 | 45 0,0478 | 55 0,0412 | 70 0,0360 | 85 0,0310 | 105 0,0273 | 135 0,0273 | 170 0,0205 | 251 0,0176 | 270 0,0152 |
0,7 | 0,3 | 20 0,1130 | 25 0,0999 | 30 0,0552 | 40 0,0789 | 50 0,0625 | 65 0,0540 | 80 0,0473 | 100 0,0408 | 125 0,0358 | 155 0,031 | 195 0,0268 | 245 0,023 | 315 0,0199 |
0,8 | 0,4 | 23 0,1420 | 27 0,1260 | 35 0,1080 | 45 0,0934 | 60 0,0790 | 75 0,0682 | 90 0,0596 | 115 0,0616 | 140 0,0452 | 175 0,0393 | 225 0,0399 | 265 0,0292 | 360 0,0251 |
0,9 | 0,5 | 25 0,1750 | 30 0,1550 | 40 0,1320 | 50 0,1150 | 65 0,0970 | 80 0,0838 | 100 0,0735 | 130 0,0556 | 160 0,0556 | 200 0,0462 | 250 0,0416 | 320 0,0359 | 410 0,0309 |
1,0 | 0,6 | 28 0,2060 | 35 0,1860 | 45 0,1590 | 55 0,1360 | 70 0,1170 | 90 0,1000 | 115 0,0830 | 145 0,0762 | 175 0,0666 | 220 0,0580 | 280 0,05 | 355 0,0431 | 430 0,037 |
1.2 | 0,9 | 35 0,2890 | 40 0,2570 | 55 0,2190 | 65 0,1900 | 85 0,1610 | 110 0,1390 | 135 0,1220 | 170 0.105 | 210 0,092 | 265 0,0798 | 335 0,0689 | 430 0,0593 | 545 0,0511 |
1,4 | 1,2 | 40 0,379 | 50 0,336 | 60 0.286 | 80 0,249 | 100 0,210 | 130 0,182 | 160 0,159 | 200 0,137 | 245 0,120 | 310 0,105 | 390 0,0902 | 500 0,077 | 635 0,0699 |
1,6 | 1,5 | 45 0,478 | 56 0,425 | 70 0,362 | 90 0,314 | 115 0,286 | 145 0,239 | 1?0 0,201 | 230 0,144 | 285 0,152 | 355 0,132 | 450 0,114 | 570 0,0981 | 725 0,0845 |
Теплопередача через цилиндрическую стенку. «ТЕПЛОТЕХНИКА. КУРС ЛЕКЦИЙ», Скрябин В.И
Принцип расчета теплового потока через цилиндрическую стенку аналогична как и для плоской стенки. Рассмотрим однородную трубу (рис.12.2) с теплопроводностью l, внутренний диаметр d1, наружный диаметр d2, длина l. Внутри трубы находится горячая среда с температурой t‘ж, а снаружи холодная среда с температурой t»ж.
Количество теплоты, переданной от горячей среды к внутренней стенке трубы по закону Ньютона-Рихмана имеет вид:
Q = p·d1·a1·l·(t‘ж – t1) , (12.9)
где a1 – коэффициент теплоотдачи от горячей среды с температурой t‘ж к поверхности стенки• с температурой t1;
Тепловой поток, переданный через стенку трубы определяется по уравнению:
Q = 2·p·l·l·(t1 – t2) / ln (d2/d1). (12.10)
Тепловой поток от второй поверхности стенки трубы к холодной среде определяется по формуле:
Q = p·d2·a2·l·(t1 — t»ж) , (12.11)
где a2 – коэффициент теплоотдачи от второй поверхности стенки к холодной среде с температурой t»ж.
Решая эти три уравнения получаем:
Q = p l·(t‘ж – t»ж) • К, (12.12)
где Кl = 1/[1/(a1d1)+ 1/(2lln(d2/d1) + 1/(a2d2)] – (12.13)
— линейный коэффициент теплопередачи,
или Rl = 1/ Кl = [1/(a1d1)+ 1/(2lln(d2/d1) + 1/(a2d2)] – (12.14)
- полное линейное термическое сопротивление
теплопередачи через однослойную цилиндрическую стенку.
1/(a1d1), 1/(a2d2) – термические сопротивления теплоотдачи поверхностей стенки;
1/(2lln(d2/d1) — термическое сопротивление стенки.
Для многослойной (n слоев) цилиндрической стенки полное линейное термическое сопротивление будет определяться по следующей формуле:
Rl = 1/ Кl = [1/(a1d1)+ 1/(2l1ln(d2/d1) + 1/(2l3ln(d3/d2) + …
+ 1/(2lnln(dn+1/dn) + 1/(a2dn)] – (12.15)
Предыдущая страница | Следующая страница
СОДЕРЖАНИЕ