В трубах и каналах

Интенсивность теплообмена в прямых гладких трубах зависит от режима течения потока, определяемого величиной Re=ωd/ν. Если Re£Re_кр, то режим течения ламинарный. При движении жидкости в трубах Re_кр=2×10³. Развитый турбулентный режим течения устанавливается при значениях Re>10⁴; Re=2×10³¸1×10⁴ соответствует переходному режиму. При ламинарном движении происходит значительное изменение температуры по сечению трубы и, соответственно, изменение плотности текущей жидкости. Вследствие этого на вынужденное движение теплоносителя накладывается свободное движение. Интенсивность свободного движения характеризуется числом Грасгофа. Средний по длине трубы коэффициент теплоотдачи при вынужденном ламинарном движении жидкости в трубе, учитывающий влияние свободной конвекции, определяется, исходя из критерия Nu:

(4.79)

Уравнение (4.79), предложенное академиком М.А. Михеевым, используется для оценки теплоотдачи в трубах и каналах при Re<2000 и вязкостно-гравитационном режиме течения,. Это уравнение определяет среднюю теплоотдачу в трубах и каналах различного поперечного сечения. За определяющий размер здесь принят диаметр трубы или эквивалентный диаметр канала:

d_э=4F/P, (4.80)

где P — периметр канала:

F — площадь его поперечного сечения.

Коэффициент ε_l в формуле (4.79) зависит от отношения l/d, где l ― длина трубы. При l/d>50, ε_l=1. Значение для коротких труб выбирается в зависимости от l/d: