Теплоотдача при вынужденном течении по трубам и каналам

Течение теплоносителей в каналах в отличие от случаев наружного обтекания различных предметов принято рассматривать как внутренние задачи. Для внутр.задач характерным является течение в замкнутом пространстве, ограниченном стенками канала, что приводит к взаимному влиянию друг на друга пограничных слоев, формирующихся на стенках канала самым простым в смысле изометрии является канал круглого поперечного сечения. При ламинарном течении профиль скорости в круглом канале изменяется от равномерного на входе в канале до выпуклого с меридианальным сечением в виде параболы.

W_x=W_max(1-(r/r₀)²)

W_max=2 W

Формирование профиля скорости от равномерного до квадратичного происходит на нач. участке В пределах нач. участка толщины пограничных слоев растут и на заверш.этапе смыкаются в центре трубы. При высоких скоростях в трубе наблюдается турбулентный режим течения с прифилем скорости, показанном на рис.

В этом профиле ярко просматривается турбулентное ядро.

Местная теплоотдача для ламинарного режима может быть рассчитана:

Nu_f,x=0,33× Re_f,x^0,5×Pr _f^0,43× ⁽Pr_f∕ Pr_w)^0,25(x∕d) ^0,1

(x∕d) ^0,1-поправка на нач.участок, d-диаметр трубы. Re=(ω× d) ∕ν

Re(ламин) <2300, Re(турбул) >10⁴, Re(перех)=2300…10⁴

Для турб режима местный коэффициент теплоотдачи:

Nu_{f, d} =0,022× Re _f,d ^0,8×Pr^0,43× ε_ℓ формула справедлива в диапазоне 10⁴ < Re <5×10⁶

0,6 < Pr<2,5×10³

Коэффициент ε_ℓ учитывает поправку для участка гидродинам.стабилизации потока

(x∕d) >=15, ε_ℓ=1, ε_ℓ=1,38(x∕d)^-0,12