Расчет аппаратов воздушного охлаждения
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
7] находим интерполяцией кинематическую вязкость воздуха при его средней температуре, а также коэффициент теплопроводимости воздуха при его средней температуре Тср: ? = 16.55*10-6 м2; ? = 0,0.0268 Вт/м*К. Теперь определим величину критерия Рейнольдса
Re = (W0*d3)/? [4, c. 111] ; (2.47)
Re = = 14380.7
Коэффициент теплоотдачи ? определим из уравнения [9, с.191], справедливого при:
= 2*102 - 0.2*106
Получим:
?2 = 0,37*(?/d3)*Еат*Re0.6 , (2.48)
где Еат = 1 - поправочный коэффициент, учитывающий угол атаки, принимается по таблице [9, с. 190].
?2 = 0,37*(0,0268/0,028)*14380.70,6*1 = 110.6 Вт/м2*К.
2.7.3 Коэффициент теплопередачи для пучка гладких труб
Для биметаллических труб (латунь-алюминий) и загрязненной поверхности теплообмена (внутренней и наружной) этот коэффициент определяется пи формуле [4,с.111]:
, (2.49)
где - тепловое сопротивление внутреннего слоя загрязнения (принимаем для бензина равным 0.00035 (м2.к)/Вт (см.Приложение 5)
(м2. К) / Вт - тепловое сопротивление латунной стенки т трубы при ? = 0,002 м. и ? = 91,9 Вт / (м.К) [4 .с. 140];
= 0,0015/205 = 0,000073 (м2. К) / Вт - тепловое сопротивление алюминиевого слоя трубы, при ? = 0,0015 м и ? = 205 Вт/(м.К) [4,c.112];
- тепловое сопротивление наружного слоя загрязнения - выбираем в пределах 0.00017 - 0.00086, для дальнейшего расчета эта величина принята равной 0,00060 (м2К)/Вт. [4 ,с. 112].
Подставив эти значения в формулу 2.38, получим
Вт/(м2 К) .
2.7.4 Коэффициент теплоотдачи ?к , при поперечном обтекании воздухом пучка оребренных труб
При спиральном оребрении труб, расположенных в шахматном порядке, для определения коэффициента теплоотдачи [в Вт/(м2.К)], воспользуемся формулой [4, c.113]
, (2.50)
где ? = 0,02619Bt/(m.K) - коэффициент теплопроводности воздуха, при его средней температуре [4,с. 107];
?В - плотность воздуха при Тср, кг/м3, ?В = 1,17727 кг/м3 ;
W0 - скорость воздуха в сжатом (узком) сечении одного ряда труб оребренного пучка, м/с;
? - динамическая вязкость воздуха, при Тср, Па с;
Pr - критерий Прандтля, при Тср Pr = 0.7123[4.с. 107];
?Р - средняя толщина ребра, м.
Величину Wo определяем по формуле [4,с. 113]:
, (2.51)
где WН - скорость набегающего воздушного потока, при входе в трубный пучок, то есть в свободном сечении перед секциями оребренных труб,
? = Sn/d3 , (2.52)
где Sn - поперечный шаг оребренных труб, принятый ранее равным 0,052 м
? = 0,052/0,028 = 1,86;
Нр = 0,0105 м высота ребра;
Sp = 0,0035 м - шаг ребер;
Скорость набегающего воздушного потока [4,с. 113]:
, (2.53)
где VД - действительный секундный расход воздуха, м/с; Fcb = LB = 4*4 = 16m2 - фронтальное к потоку воздуха сечение аппарата.
Таким образом: WН = 64/16 = 4 м/с
Средняя толщина ребра:
?р = (?1 + ?2) / 2, (2.54)
где ?1 = 0,0006 м - толщина ребра в его вершине;
?2 = 0,0011 м - толщина ребра в его основании.
Имеем:
?р = (0,0006 + 0,0011) / 2 = 0,00085 м
Скорость воздушного потока в сжатом сечении:
м/с.
Динамическая вязкость воздуха при Тср:
? = ??В [4, c.114] , (2.55) где ? - кинематическая вязкость воздуха;
? = 15,296*10-6 м2/с;
? = 16,55*10-6*1,1442 = 1,89*10-5 Па?с.
Подставив в формулу 2.39 значение всех величин, получим:
Коэффициент теплоотдачи ?К сильно зависит от диаметра трубы d3 , несколько меньше от толщины ребра ?р, и почти не зависит от диаметра ребра d4.
2.7.5 Приведенный коэффициент теплоотдачи ?пр со стороны воздуха в случае пучка оребренных труб
Приведенный коэффициент теплоотдачи ?пр учитывает конвективный теплообмен между оребренной поверхностью и потоком воздуха и передачу тепл теплопроводностью через металл ребер. Его величину необходимо знать, чтобы определить коэффициент теплопередачи К.
В литературе отсутствуют надежные данные , позволяющие подсчитать ?пр для случая ребристой спиральной поверхности. В виду малого шага спирали определяем приведенный коэффициент теплоотдачи по формуле для дисковых (круглых) ребер [4,с. 115]
, (2.56)
где Fp - поверхность ребер, приходящихся на 1 м длины трубы, м2/м;
Е - коэффициент эффективности ребра, учитывающий понижение его температуры по мере удаления от основания [4,с. 115];
?? - коэффициент, учитывающий трапециевидную форму сечения ребра (рисунок 2.7 [1,сП5]);
? = 0,85 - экспериментально найденный коэффициент учитывающий неравномерность теплоотдачи по поверхности ребра;
?3 = (?/?)З.Н - тепловое сопротивление загрязнения наружной поверхности трубы, принимаемое (для сравнения) равным тепловому сопротивлению наружного загрязнения поверхности гладких труб (смотри выше). Находим поверхность ребер, приходящуюся на 1 метр длины трубы
, (2.57)
где Х = 286 - число спиральных витков ребер, приходящихся на 1 м длины трубы.
м2/м.
Определяем наружную поверхность участков трубы между ребрам приходящуюся на 1 м длины трубы [4 ,с. 116]:
Fтр = ?d3(1-х?2) , (2.58) где ?2 = 0.0011 м - ширина ребер у основания Fтр = 3.14 0,028 ( 1- 286 0,0011 ) - 0,06 м2/м. Полная наружная поверхность 1м оребренной трубы будет равна: Fn = Fр + Fтр [4,с. 116]; (2.59) Fn = 0,761 + 0,06 = 0,821 м2/м.
Предварительно вычисляем соотношения, необходимые для пользования рисунками 2.6 и 2.7 [4,с. 115]:
4 / d3 = 49 / 28 = 1.75;
v(?1/?2) = v(0.6/1.1) = 0.738.
Чтобы учесть наружное загрязнение труб, необходимо вычислить подкоренные выражения аргументов графических зависимостей (смотри рисунки 2.6 и 2.7 [4,с.115] ) и поделить их на величину ( 1 + ?3 ? Lк ):
, (2.60)
где ?/p>