Жылу беру және жылу өту

пәнінен дәріс-презентация

Құрастырушы: “Химиялық технология” кафедрасының доценті
х.ғ.к. Л.К. Тастанова

барысында жылу беру
3. Сұйық пленкаға жылу беру
4. Жылу өту

– жылу беру коэффициенті, Вт/(м2.К); l – негізгі геометриялық өлшемдер;

λ - жылуөткізгіштік коэффициенті, Вт/(м .К).

меншікті жылусыйымдылық, Дж/(кг .К); µ - динамикалық тұтқырлық коэффициенті, Па

. с.
 
 

– үдеу, м/с2; ρ – тығыздық, кг/м3.

Δt

мұнда β – көлемдік ұлғаю коэффициенті, К-1; Δt – қабырға

және сұйықтықтықтың температуралары айырмасы (немесе керісінше), К.

– жылдамдық, м/с.

аққанда жылу беру:
 Nu = 0,021εl Re0,8 Pr0,43 (Pr/Prст)0,25
 Газдар үшін:

Nu = С εl Re0,8
Мысалы, ауа үшін:
 Nu = 0,018 εl Re0,8

сұйықтың турбулентті ағынында жылу беру: 

Nu = 0,021εl Re0,8 Pr0,43 (Pr/Prст)0,25

формула бойынша алынған α мәнін змеевиктің қатынасыт қисықтығын сипаттайтын х коэффициентіне көбейтеді:
αзм = αх
х = 1 + 3,54(d/D)

орналасатын түзу құбырлар арқылы (Gr Pr) < 8.105 және Re

< 10000 жағдайда аққанда жылу беру:
а) Re < 2300:
Nu = 1,55εl (Рe d/L) 1/3 (µ/µст)0,14

б) 2300 < Re < 10000. Бұл аймақта есептеу жуықтап график бойынша жүргізіледі.

(Gr Pr) > 8.105 және Re < 10000 жағдайда аққанда

жылу беру:
а) Құбырлар горизонталды орналасқанда (Re < 3500):
Nu = 0,8 (Рe d/L) 0,4 (Gr Pr)0,1 (µ/µст)0,14
б) Құбырлар горизонталды орналасқанда (Re > 3500):
Nu = 0,022 Re0,8 Pr0,4 (µ/µст)n
мұнда n = 0,14 қыздырғанда, n = 0,25 салқындатқанда.

еркін және еріксіз конвекцияға сәйкес емес аққанда жылу беру:

Nu =

0,037 Re0,75 Pr0,4 (µ/µст)n

мұнда n = 0,11 қыздырғанда, n = 0,25 салқындатқанда.

көлденен бағытта сыртынан ағып өткен жағдайда жылу беру:
а) Бір

рет айқаспа ағын:
Re < 1000 болғанда коридорлы және шахматты құбырлар жиынтығы үшін:
Nu = 0,56εφ Re0,5 Pr0,36 (Pr/Prст)0,25
Re > 1000 болғанда
құбырлар коридорлы орналасса:
Nu = 0,22εφ Re0,65 Pr0,36 (Pr/Prст)0,25
құбырлар шахматты түрде орналасса:
Nu = 0,4εφ Re0,6 Pr0,36 (Pr/Prст)0,25
Ауа үшін Re > 1000 болғанда және құбырлар шахматты түрде орналасса:
Nu = 0,35εφ Re0,6

ағын:
Re < 1000 болғанда коридорлы және шахматты құбырлар жиынтығы үшін:
Nu

= 0,56εφ Re0,5 Pr0,36 (Pr/Prст)0,25 (εφ = 0,6)
Re > 1000 болғанда
құбырлар коридорлы орналасса:
Nu = 0,22εφ Re0,65 Pr0,36 (Pr/Prст)0,25 (εφ = 0,6)
құбырлар шахматты түрде орналасса:
Nu = 0,4εφ Re0,6 Pr0,36 (Pr/Prст)0,25 (εφ = 0,6)

жиынтығын сұйықтық сыртынан ағып өткен жағдайда жылу беру:
 
Nu =

С (d/t) - 0,54 (h/t) - 0,14 Re n Pr0,4
 
мұнда d – құбырдың сыртқы диаметрі, м; t – қабырғалар арасындағы қашықтық, м; h = (D – d)/2 – қабырғаның биіктігі, м.

Коридорлы түрде орналасқан құбырлар үшін С = 0,116, n = 0,72; шахматты түрде орналасқан құбырлар үшін С = 0,25, n = 0,65.

ағу барысында жылу беру:  
а) Re < 5.105: 
Nu = 0,66

Re0,5 Pr0,33 (Pr/Prст)0,25   
б) Re > 5.105: 
Nu = 0,037 Re0,8 Pr0,43 (Pr/Prст)0,25  
Ауа үшін:
Nu = 0,032 Re0,8

109 жағдайда горизонталды құбырлардың сыртында жылу беру:  
Nu = 0,5

(Gr Pr)0,25 (Pr/Prст)0,25
Вертикалды жазық және цилиндр тәрізді беттер бойымен жылу беру  
а) 103 < (Gr Pr) < 109: 
Nu = 0,76 (Gr Pr)0,25 (Pr/Prст)0,25  
б) (Gr Pr) > 109:
Nu = 0,15 (Gr Pr)0,33 (Pr/Prст)0,25

моделінде жылу беруді жалпы есептеу формуласыбобщенная расчетная формуласы:

а) биіктіктері Н

вертикалды құбырлар жиынтығының бетінде жылу беру коэффициентінің орташа мәні:
 α = 1,15 (λ3ρ2gr/µΔtН)1/4
мұнда λ, ρ, g, r, µ, Δt, Н – конденсаттың пленкасының температурасы tпл = 0,5(tконд – tст) болғанда.
б) диаметрі d горизонталды жеке құбырдың сыртқы бетінде жылу беру коэффициентінің орташа мәні:
α = 0,728 (λ3ρ2gr/µΔt d)1/4
 

жылу беру коэффициенттері:
а) биіктіктері Н және диаметрлері d вертикалды n

құбырлар жиынтығының бетінде конденсация барысында жылу беру коэффициентінің орташа мәні:
α = 2,04 εt (λ3ρ2r/µΔtН)1/4
мұнда λ, ρ, µ мәндерін tконд –да алады

б) Ұзындықтары L горизонталды құбырлар жиынтығының бетінде конденсация барысында жылу беру коэффициентінің орташа мәнін анықтағанда εt функциясына қоса вертикаль бойынша құбырлар санының әсерін сипаттайтын ε көбейтіндісін енгізеді:

α = 0,728 ε εt (λ3ρ2gr/µΔtd)1/4

1,21 λ (ρ2gr/µН)1/3 q-1/3

г) Жалғыз горизонталды құбыр үшін:
α конд =

0,64 λ (ρ2gr/µd)1/3 q-1/3

ағып түскенде жылу беру:
а) Пленканың турбулентті ағынында
(Re > 2000):
Nu

= 0,01(GaPrRe)1/3

б) Пленканың ламинарлы (Re < 2000):
Nu = 0,67 (Ga2 Pr3 Re)1/9

1/(1/α1 + Σrст + 1/α2)
 

изд. М.: Химия,1973. -750с.
Плановский А.А., Николаев П.И. Процессы и аппараты

химической и нефтехимической технологии, 3-е изд. М.: Химия,1987. -540с.
Гельперин И.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1981. -812с.