Найти коэффициент теплоотдачи конвекцией от поперечного потока газа к стенкам труб диаметром 80 мм

Найти коэффициент теплоотдачи конвекцией от поперечного потока газа к стенкам труб диаметром 80 мм восьмирядного шахматного пучка. Поперечный и продольный шаги труб равны s1=2,5d, s2=2d . Средняя скорость газа в узком сечении пучка 10 м/с. Температура газа перед пучком 1100℃, за пучком 900℃. Загрязнение поверхности труб не учитывать. Принять Prж=Prс=0,58. Коэффициент кинематической вязкости 174,310-6 м2/с; теплопроводность 0,109 Вт/(мК) при температуре газа 1000℃. Исходные данные. d , мм n s1, мм s2, мм w, м/с tж1, С tж2, С Prж=Prс ж ,м2/с ж, Вт/(мК) при tж=1000℃ 80 8 2,580= =200 2 80= =160 10 1100 900 0,58 174,3 10-6 0,109

1.Вид теплообмена - теплоотдача при вынужденном внешнем поперечном обтекании шахматного пучка труб .
Определяющие параметры:
-определяющая температура tж=0,5 (tж1+ tж2)=0,5(1100+900)=1000℃ – средняя температура среды , омывающей заданный пучок ;
-определяющий размер dн =80 мм=0,08 м- наружный диаметр трубы;
-w=10 м/с- скорость в узком сечении пучка.
3. Определим режим движения газа.
Число Рейнольдса Reж= w dн /ж
Reж= 10 0,08 /(174,310-6)=4589,79 ( 103 Reж2105) .
4. Средний безразмерный коэффициент теплоотдачи для третьего ряда пучка труб и всех последующих рядов труб в пучке по направлению движения среды при 103 Reж2105 составляет :
Nu3=С Reжn Prж1/3( Prж/ Prс)0,25s
где C=0,41 и n=0 ,60– при шахматном расположении труб в пучке ;
=1-поправка на влияние угла атаки набегающего потока в пучке =90,
Поправку εs, учитывающую взаимное расположение труб в шахматном пучке, рассчитывают для данного случая (s1/ s2=200/160=1,252 ) по формуле:
εs=(s1/ s2)1/6 =1,251/6=1,038
Prж =Prс Prж/ Prс=1
Таким образом, безразмерный коэффициент теплоотдачи для третьего ряда пучка труб и всех последующих рядов труб составляет
Nu3=0,41 4589,790,6 0,581/310,2511,038=55,873
5

.
4. Средний безразмерный коэффициент теплоотдачи для третьего ряда пучка труб и всех последующих рядов труб в пучке по направлению движения среды при 103 Reж2105 составляет :
Nu3=С Reжn Prж1/3( Prж/ Prс)0,25s
где C=0,41 и n=0 ,60– при шахматном расположении труб в пучке ;
=1-поправка на влияние угла атаки набегающего потока в пучке =90,
Поправку εs, учитывающую взаимное расположение труб в шахматном пучке, рассчитывают для данного случая (s1/ s2=200/160=1,252 ) по формуле:
εs=(s1/ s2)1/6 =1,251/6=1,038
Prж =Prс Prж/ Prс=1
Таким образом, безразмерный коэффициент теплоотдачи для третьего ряда пучка труб и всех последующих рядов труб составляет
Nu3=0,41 4589,790,6 0,581/310,2511,038=55,873
5