Местная теплоотдача при низких числах Рейнольдса часть 4

Однако в реальных условиях такой большой напор получить трудно, а местный коэффициент теплоотдачи возрастает только в зоне 135<9<180°, поэтому в случае необходимости подогрева жидкости с очень большой вязкостью надо либо увеличить поверхность теплообмена, либо применить принудительную конвекцию. С этой целью проведены исследования при малых Re. Как видно из рисунка, при незначительной скорости вынужденного движения вязкой жидкости теплоотдача существенно увеличивается. Значению Re=5 соответствует набегающая на пучок труб скорость 0,04 м/с. (В минимальном проходном сечении пучка скорость увеличивается до 0,08 м/с.) Причем средний коэффициент теплоотдачи а получается равным 204, в то время как в случае естественной конвекции при том же значении температурного напора At. Следовательно, средний коэффициент теплоотдачи увеличивается в 2,5 раза. Значительное изменение местного коэффициента теплоотдачи по периметру трубы в коридорном пучке (что особенно заметно при 70°, где ах максимален и при 180°, где ах минимален) связано с наличием двух рециркуляционных зон течения жидкости - в лобовой и кормовой частях трубы. Из-за малой скорости движения жидкости в кормовой части трубы местный коэффициент теплоотдачи значительно меньше среднего его значения.

Для определения влияния шага пучка труб на теплоотдачу исследовались пучки с большими (2,0x2,0) и малыми (1,25x1,25) шагами. В пучке с большими шагами местная теплоотдача более равномерна, за исключением области 120<9<180°, в которой она заметно уменьшается из-за большой толщины теплового пограничного слоя, создающего термическое сопротивление. В пучке с малыми шагами местная теплоотдача изменяется по всему Периметру трубы. Это связано с влиянием соседних труб, уменьшающих теплоперенос, особенно в области 90<9<180°. В глубинном ряду шахматного пучка 2,0x2,0 средний коэффициент теплоотдачи а = 81, а в том же ряду пучка 1,25 х 1,25 он равен 66,5, что свидетельствует о влиянии шага на теплоотдачу. С увеличением шага пучка труб от 1,56 до 4,0 теплоотдача возрастает приблизительно в 1,7 раза.