Теплоотдача при турбулентном движении жидкости в трубах

При турбулентном движении жидкости, в связи с более сложным строением потока, распределение скоростей описать одним уравнением не удается. Почти все сечение трубы заполнено турбулентным потоком и только у самой стенки образуется ламинарный подслой, представ­ляющий основное термическое сопротивление. При стабилизованном турбулентном потоке распределение скоростей по сечению имеет вид усеченной параболы, указанной на рис. 5.5, б. Наиболее резко ско­рость потока изменяется вблизи стенки в пределах пограничного слоя, а в средней части сечения — полого. Максимальная скорость потока наблюдается на оси трубы. В практических расчетах пользуют­ся средними скоростями

	(5.10)

(5.10)

где V — секундный объем жидкости, м³/сек; F — площадь поперечного сечения трубы, м².

При турбулентном режиме отношение средней скорости к макси­мальной является функцией числа Re:

	(5.11)

(5.11)

Отмеченные закономерности турбулентного течения жидкости спра­ведливы только при изотермном течении.

При турбулентном потоке жидкость весьма интенсивно перемеши­вается и естественная конвекция практически не оказывает влияния на теплоотдачу. Поэтому из совокупности определяющих чисел подобия может быть исключено число Грасгофа. Температура жидкости по се­чению ядра практически постоянна. При нагревании жидкости интенсивность теплоотдачи выше, чем при охлаждении жидкости. Эта зависимость также учитывается отношением

Для определения среднего коэффициента теплоотдачи при развитом турбулентном движении (Re_ж.d. >10⁴), когда l/d >50, применяется следующее уравнение подобия:

	(5.12)

(5.12)

Для воздуха (при Pr 0,7) эта формула упрощается:

	(5.13)

(5.13)

За определяющую температуру принята средняя температура потока; за определяющий размер принят диаметр круглой трубы или эквивалентный диаметр трубы любой формы. Формулы применимы в пределах:

и

Дата добавления: 2015-08-03