Расчет коэффициента теплопередачи

расчет КТП ведут по формуле для многослойной плоской стенки:




Проблема –

с определением к-тов теплоотдачи (являются функцией многих параметров (скорости, температуры сред и стенок, теплофизических свойств среды, геометрии каналов и др.)
Наиболее точно – экспериментальное (эмпирическое) определение
На практике используют теорию подобия и критериальные зависимости:
Re=wd/, - критерий режима движения (соотношение сил инерции и вязкости и определяет гидродинамический режим движения),
Pr=μ*cp/λ - (критерий физических свойств жидкости) – характеризует физические свойства жидкости и способность распространения тепла в жидкости,
Nu=*d/λ - характеризует отношения между интенсивностью теплоотдачи и температурным полем в пограничном слое потока,
Pe = Re*Pr (критерий Пекле)
здесь  и μ – кинематическая и динамическая вязкости ( =μ/r)
Критериальные уравнения представляют собой степенную зависимость критерия Нуссельта от Рейнольдса и Прандтля. Вид уравнений зависит от многих факторов.

= A + B  (Re  Pr)k,
(у жидких металлов

– высокая теплопроводность и малые Pr – определяют высокую интенсивность передачи тепла не только возле стенки)
для прочих: Nu = C  Ren  Prm,
Все константы зависят от t
Гидродинамические условия влияют не только на Re, но и на вид самих формул. Определяются скоростями и формой каналов.

При продольном обтекании:
a = 0.021(l/d) Re0.8 Pr0.43 Ct Cl
Ct – поправки на изменение физ. свойств при изменении t, (Ct 1)
Cl – поправка на соотношение длины к диаметру, (Cl 1)
Для изогнутых труб КТО выше: aиз = aпр (1 + 1.8(d/R))
При создании шероховатости труб a может быть увеличена в 3 раза

Теплообмен при движении однофазных сред

 Pr0.33(Pr/Prст)0.25  εi  εs,
все параметры – по средней

t жидкости, но Prст – по t стенки
εi  εs – коэф-ты, учитывающие номер ряда и влияние относительных шагов (s/dн)
C и n – зависят от формы трубных пучков:
для щахматного: С=0.41, n = 0.60
для коридорного: С=0.26, n = 0.65
КТО считают отдельно для первого, второго и последующих рядов, а потом – средний
Если угол атаки на пучок <> 90°, то вводят поправку на угол (0.42–1.0)