Способ определения коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи при вынужденной конвекции в жидкостях и газах

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 G 01 К 17/12 (fRe )

Re (же ) где d е

В,е,", Руд ю (Ме )

ГЯ.е Ъ

1п --+

Ке, ГОСУД)Ч СТВЕННОЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ) 9

Н ABTOP|HOMV СВИДЕТЕЛЬИ ВУ

Ф I (46) 23.07.93. Бюл. В 27 (21) 3708416/25 (22) 05.01,84 (72) Е.И. Васькович (56) Гухман А.А. Основа учения о теплообмене. И: Машгиз,1951, с. )Or, Осипова B.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена.

Н. Энергия, 1979, с. 166-167.. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕД1:ЛЕЙИЯ КОЭФФИ. ЦИЕНТОВ ТЕПЛООТДАЧИ И ТЕПЛОПЕРЕДА

ЧИ ПРИ ВЦНУжДКННОй КОНВККЦИИ В жИДКОСТЯХ И ГЛЗАХ, заюпочакицнйся в..измерении расхода, давления и температуры потока на входе и на вйхоце из исследуемого 1санала, о Ф л и" ч а ю шийся тем, что,. с целью сокращения времени эксперимента.и упрощения его методики, -по замеренные аараметраи определяют .коэффици- ент трения в канале, после чего в за" висимости от режииа течения определй вт критерий Нусселвта по следующим формулам на ламинарном режиме: ц1зд,(3,9 "с Ц . Яц 0,0056 Re

,д, (-,о,) С, 1n (fRe ), " d,1nRe, .SU „„ l250Ö2 на .переходном режиме:

С, "- d2fnRe - 1n(fRe ), на турбулентном режиме .

1пБнэ =4 26+0,0865 (2,66+С, ).

" Г1а (ERe .) -15 43+1пР, " — плотность рабочего потока, . - скорость потока а канале; гидравлический диаметр какала, г ., коэффициент динамической вяэкости;

1250028

Ф 8С

P х ----- Хh критерий Прандтля, ар=Р

Ср аР рч т

4 — -, коэффициент трения канала, Ц ;

4 Р—.

2 d

И, . ll

ad

Re тА

40 ускорение силы тяжести „

Ф теплоемкость потока, 1

Изобретение .относится к теплотех" ! нике, а более конкретно к испытаниям теплообменных устройств, и может быть применено во всех отраслях техники, в которых используется тепло" обменные устройства.

Целью изобретения является сокращение времени эксперимента и упрощение его методики, Предложенный способ заключается в следующем.

В исследуемый канал подается рабочая среда (газ или жидкость) с произвольными параметрами, измеряются расход, температуры и полные давления в начале и конце исследуемого канала.

Коэффициент трения канала определяют из формулы где ар р„, -р р и р - полные давления coCF1 oz ответственно. в начале и конце участка;

- расстояние между точками измерения давления, d, - гидравлический диаметр канала, P — плотность рабочей г среды, V - скорость потока в канале.

Подсчитывают число йе прн данном расходе тто 4нзрмуле где р и р - полные давления в от ег начале и конце канала;

Ь - длина канала, и по полученным данным определяют искомые коэффициенты.

3 где т - коэффициент динамической вязкости среды.

Изменяют расход рабочей среды.и для -нового расхода повторяют описан .ныЕ выше операции измерений и вычислений. По проведении необходимых измерений .и вычислений в заданном диапазоне изменения расхода рабочей среды вычисляют величины (Re) и

30 строят график,зависимости

1n(f Re ). т1. jlnRe l . В .общем случае на построенном графике различают три участка, соьт» ветствующие ламинарному,переходному и турбулентному:режимам течения,. каждый из которых аппроксимируется уравнением вида

26 1n(fRe ). d. 1nRe, + С,, I где С. и d, — постоянные для данной поверхностгт величины на нервом участке С„ и d,, на втором С, и d, 24- и на третьем С a d

По найденным таким образом величинам С, .и 4; подсчитывают критерии . Буссельта и коэффициент тенлоотдачи по следующим -формулам

30 где h;- коэффициент теплопроводности среды на участке ламинарного режима движения среды отвод (3b5 -С,cf ) г

Кщ 0,0056 Re

o,т5Г, тМ, (т<- C,

1250028 на участке переходного режима двн ! ження среды

- - " (о,8 i o, м «g ) 1 с (f Re ) 15.сз

10.0+0,23 ) - З,М

12 ° 113

ЬНпз 26 + 0,08Ы 2еЫ Сэ) C fn(f Re ), - 15,4 J + ВпР

К

Составитеуь В. Филатова

Техред О.Гортвай Корректор Л. Патай

Редактор Т. Янова

Ю«Ю »»»»» вв» Ф

Заказ 3085 Тираж - . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб, д. 4/5

» ЮЮ ЮМ»Ф» »» «

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проект -. иа участке турбулентного режима движения среды

По найденному коэффициенту теплоотдачи коэ4фициент тецлоперепачи может быть определен, в частности,для плоской стенки по формуле где Ы, - коэффициент теплоотдачи от горячей жидкости к стенке, о(- коэффициент теплоотдачи от стенки к холодному теплоносителю.

Технико-экономические преимущест" аа предлагаемого способа заключаются в упрощении, удешевлении и сокраще нии времени лрдведення эксперимента, 10 необходимогб лищь для определения постоянных С, и д;,, характеризующих данную поверхность и однозначно определяющих величину коэффициента . тецпоЬтдачи и теплопередачи при дан-. у ном" числе Рейнольдса, отпадает необходимость в йодводе и отводе тепла, а. следовательно, не нужна и вторая рабочая среда, экономится энергия, сокращается время монтажа и демон2р тажа вспомогательной установки.

Кроме того., формулы для. подсчета критерия Нуссельта не требуют соблю- . дения каких-то условий подобия .при их применении, а являются универсальными для каждого иэ трех возможных режимов течения рабочей среды.