Запорожец Издания
Если /<50d, то теплоотвод оказывается больше и значение ат следует умножить на поправочный коэффициент ег, значения которого даны ниже [7.4]:
Турбулизация движения существенно повышает коэффициент теплопередачи. При турбулентном режиме течения газа или жидкости (Ref>l-10) вдоль гладких прямых труб имеем а, = («,/йзкв) 0,021 Re, "-««Рг,(Рг,/РГтр) "- (7.25) В качестве определяющего размера йвкв принят эквивалентный диаметр, -равный учетверенной площади поперечного сечения канала, деленной на его полный (так называемый смоченный) периметр, независимо от того, какая часть периметра участвует в теплообмене. Для труб круглого сечения йэкв равен геометрическому диаметру. Формула применима для газов и капельных жидкостей при Ref=M0-f-6-10« и Рг=0,6-н2500. Если rf<50, то значение ат следует умножить на поправочный коэффициент ег. Для l/d=l при Re=l-10« ег=1,65, при Ref=MOs ег=1,14. С ростом J/d El круто падает, приближаясь к единице для l/d=50. Более подробно см. в [7.4]. В условиях естественной конвекции для большинства прак--тически важных случаев расчета колб значение q, Вт/см, может быть определено из следующей приближенной формулы, которая получается из формул (7.23) и (7.21) [6.2]: 9т«Лrf2-5(A0• (7.26) где 2-для шара и горизонтальных трубок их внешний диаметр, для вертикальных трубок - высота охлаждаемого участка, см; At-T2-Го; А - коэффициент, сильно зависящий от рода окружающего колбу газа и его давления и слабо от его температуры. На рис. 7.2 приведены рассчитанные значения А для наиболее употребительных газов в зависимости от опреде-.ляющей температуры /ср= (/2+/о)/2 при давлении в 10» Па. 600 tcp,"G Рис. 7.2. Значение коэффициента А, Вт/(см--°С-=), в формуле (7.26) для различных газов в зависимости от ср= (2+о)/2, °С Зависимость А от давления может быть выражена как (Ai/Az)(V {Pi/p2), где п - показатель степени в формуле (7.22). В большинстве практически важных случаев n=0,25, так что (Л,/Ла) {р/ру- [6.2]. У вертикально работающих трубчатых ламп на длине большей критической, начинается турбулентное движение, при котором охлаждение происходит по другим законам (см. выше). На рис. 7.3 приведены в качестве примера рассчитанные по формуле (7.26) значения q-r при работе в воздухе. Точность определения по формуле (7.26) составляет ±(5-10)%. При тепловых расчетах горизонтально расположенных трубчатых ламп с небольшими перепадами температур более точные результаты получаются, если брать для Л значения на 14-15% ниже приведенных на рис. 7.2. Следует подчеркнуть, что все экспериментальные зависимости для От в критериальной форме получены как усредненные величины для нагретых тел разной формы и размеров в условиях, при которых температура тел одинакова по всей их поверхности. Поэтому использование этих значений «т для определения локальных значений qr связано с некоторыми ошибками. Более строго следует рассчитывать локальные значения q-r, пользуясь представлением о пограничном слое, через который тепло передается газу (или от газа) или жидкости путем теплопроводности. Локальные плотности тепловых потоков 800 900i?Z Рис. 7.3. Зависимость удельных тепловых потерь от температуры поверхности в условиях естественной конвекции для различных при о=20°С. Расчет по формуле (7.26) рассчитываются при этом по закону Фурье по формулам, совершенно аналогичным (7.11) и (7.16). В этом случае для определения 9т предварительно должны быть рассчитаны локальные толщины пограничного слоя в конкретных условиях охлаждения или нагрева. Эти расчеты, однако, громоздки, трудоемки и тоже связаны с ошибками. Поэтому ими пользуются довольно редко, предпочитая экспериментальные измерения температуры колб. В гл. 14, 15, 19 приведены экспериментальные данные о влиянии конвекции на температурное поле колб и примеры расчетных оценок этого влияния. Потери мощности нагретой колбы путем излучения (подробнее см. в [0.9]). Удельные (с единицы поверхности) потери мощности путем излучения 9изл=екОоГ2*-ак£, (7.27) где 8к - интегральный коэффициент излучения колбы при температуре внешней стенки Ti, К; оо - постоянная Стефана-• 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 [ 80 ] 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239
|